## ALCHEMY Journal of Chemistry

## Artikel Penelitian
Ekstraksi,  Hidrolisis  dan  Partisi  Metabolit  Sekunder  dari  Mikroalga Chlorella sp .
Ahmad Ganaim Fasya*, Anike Riska Dinasti, Muharromatus Syofiyah, Laili Maghfiroh Rahmawati, Nuria Millati, Dany Aulia Safitri, Singgih Handoko, Ahmad Hanapi, Rachmawati Ningsih
Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang, Indonesia
INFO ARTIKEL ABSTRAK Sejarah artikel Submisi Revisi Diterima Tersedia online: 1 Oktober 2016 Chlorella sp.  contained  some  secondary  metabolites,  such  as  steroid compounds.  The  aim  of  this  study  is  to  get  the  secondary  metabolites from Chlorella sp. based on solubility of the ethyl acetate and petroleum ether  solvent. Chlorella sp.  was  cultivated  in  Tauge  Extract  Medium (TEM) 4% and was harvested on 10 days. Water content of sample was measured  by  thermogravimetric  method.  Extraction  of  microalgae, Chlorella sp.,  was  conducted  by  maceration  with  methanol  solvent  and was  followed  by  hydrolysis  with  HCl  2  N.  The  result  is  partitioned  with ethyl acetate and petroleum ether solvent. Yield percentage of extraction with  methanol  was  21.89%.  Hydrolysis  and  partition  of  microalgae Chlorella sp.  using  ethyl  acetate  and  petroleum  ether  give yield  percent 80.95% and 50.63%, respectively.
Keywords: Chlorella sp. , water content, maceration, hydrolysis, partition
Mikroalga Chlorella sp. adalah tumbuhan tingkat rendah yang mengandung metabolit  sekunder  yaitu  senyawa  steroid.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mendapatkan  senyawa  metabolit  sekunder  yang  terkandung  dalam mikroalga Chlorella sp. berdasarkan kelarutannya terhadap pelarut etil asetat dan  petroleum  eter. Chlorella sp.  dikultivasi  dalam  Media  Ekstrak  Tauge (MET)  4%  dan  pemanenannya  dilakukan  pada  hari  ke-10.  Biomassa  hasil panen  diukur  kadar  air  dengan  teknik  termogravimetri  dan  dimaserasi menggunakan  pelarut  methanol.  Ekstrak  kasar  hasil  maserasi  dihidrolisis dengan HCl 2 N dan dipartisi dengan masing-masing pelarut etil asetat dan petroleum  eter.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  rendemen  hasil ekstraksi  pada  pelarut  metanol  adalah  21,89 %.  Rendemen  hasil  hidrolisis dan  partisi  adalah 80,95% untuk  fraksi  etil  asetat  dan  50,63%  untuk  fraksi petroleum eter.
Kata Kunci: Chlorella sp., kadar air, maserasi, hidrolisis, partisi
Penulis Korespondensi Email: fasya.organik.uinmalang@gmail.com
.

## 1. Pendahuluan
Chlorella sp. merupakan ganggang hijau bersel satu  yang  dapat  hidup  di  air  tawar,  payau,  dan asin.  Beberapa  keunggulan Chlorella sp . diantaranya  berkembang  biak  dengan  cepat  dan mudah  dalam  membudidayaan  (Sidabutar,  1999).
Masa  adaptasi  yang  relatif  singkat  dan  tahan terhadap  kondisi  lingkungan  yang  ideal  bagi pertumbuhan Chlorella sp . menjadikannya  mudah untuk dikultur. Kultur Chlorella sp. dilakukan  dalam  Medium Ekstrak  Tauge  (MET)  kacang  hijau.  MET  4%
mengandung  komponen  makro  dan  mikro  nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan Chlorella sp. (Prihantini  dkk.,  2007) . Selama  proses  kultivasi mikroalga Chlorella sp. mengalami  empat  fase pertumbuhan,  yaitu  fase  log  atau  eksponensial, fase  penurunan  laju  pertumbuhan,  fase  stasioner dan  fase  kematian.  Pemanenan Chlorella sp. dilakukan  pada  hari  ke-10  yang  merupakan  fase akhir  stasioner  dengan  jumlah  kelimpahan  sel mikroalga Chlorella sp . tertinggi  (Khamidah  dkk., 2014).
Berbagai  metode  ekstraksi  menawarkan banyak kemungkinan untuk hasil pemisahan. Salah satu  metode  ekstraksi  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  maserasi.  Proses  ini menguntungkan  untuk  isolasi  bahan  alam  yang bersifat tidak tahan terhadap suhu tinggi (Guenther, 1987).  Senyawa  metabolit  sekunder  yang  lebih spesifik  dapat  diperoleh  melalui  proses  hidrolisis dan partisi. Senyawa organik umumnya berbentuk glikosida  yang  terdiri  dari  glikon  dan  aglikon  yang dihubungkan  dengan  ikatan  glikosida.  Senyawa metabolit  sekunder  tergolong  dalam  senyawa aglikon.  Hidrolisis  dilakukan  dengan  penambahan katalis asam untuk mempercepat reaksi pemutusan ikatan  glikosida.  Hasil  hidrolisis  dilakukan  partisi untuk  mengambil  metabolit  sekunder  yang diinginkan  yang  mempunyai  kesamaan  kepolaran dengan pelarut.

## 2. Bahan dan metode

## 2.1. Bahan
Isolat  mikroalga Chlorella sp.  diperoleh  dari Laboratorium  Fisiologi  Tumbuhan  Jurusan  Biologi Universitas  Islam  Negeri  Maulana  Malik  Ibrahim Malang.  Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah tauge  kacang  hijau,  akuades,  metanol  (p.a),  HCl 37%,  etil  asetat  (p.a),  petroleum  eter  (p.a)  dan natrium bikarbonat (NaHCO 3 ) .
2.2. Kultivasi mikroalga Chlorella sp.
2.2.1. Pembuatan medium ekstrak tauge 4%
Pembuatan Medium Esktrak Tauge (MET) 4% diawali dengan melarutkan ekstrak tauge ke dalam akuades yang telah dibuat dengan konsentrasi 4% (Prihantini  dkk.,  2005).  Ekstrak  tauge  dibuat dengan  cara  tauge  kacang  hijau  sebanyak  100 gram  yang  telah  dicuci  bersih  direbus  dalam  500 mL akuades yang mendidih selama 1 jam. Ekstrak tauge  diambil  dan  dimasukkan  ke  dalam
erlenmeyer  1000  mL  dan  diencerkan  hingga diperoleh MET dengan konsentrasi 4%.
2.2.2. Kultivasi mikroalga Chlorella sp. dalam MET 4% (Prihantini dkk., 2005)
Isolat Chlorella sp. sebanyak  10  mL diinokulasikan  ke  dalam  masing-masing  60  mL MET 4% dalam erlenmeyer dan ditempatkan pada rak  yang  dilengkapi  dengan  pencahayaan menggunakan lampu TL 36 watt (intensitas cahaya 1000  –  4000 lux )  dan  diinkubasi  selama  10  hari dengan fotoperiodisitas 14 jam terang dan 10 jam gelap.
2.2.3 Pemanenan biomassa Chlorella sp.
Pemanenan  biomassa Chlorella sp. dilakukan pada  hari  ke-10  dengan  cara Chlorella sp. disentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm selama 15  menit.  Endapan  biomassa Chlorella sp. dipisahkan  dari  filtratnya  kemudian  dilakukan penimbangan  yang  dicatat  sebagai  berat  basah (Desianti dkk., 2014).
2.3. Preparasi sampel biomassa Chlorella sp.
Biomassa Chlorella sp.  dikeringanginkan selama 2 hari pada suhu ruang (berkisar antara 25 -  30  ºC).  Setelah  diperoleh Chlorella sp. kering, dikerok  dan  ditimbang  biomassa  sebagai  berat kering (Imamah dkk., 2015).
2.4. Preparasi sampel biomassa Chlorella sp.
Cawan  yang  akan  digunakan  dipanaskan dahulu  dalam  oven  dengan  suhu  100-105 ° C selama  15  menit.  Selanjutnya,  cawan  disimpan dalam  desikator  selama  10  menit  dan  ditimbang. Prosedur  tersebut  diulang  hingga  diperoleh  berat cawan  yang  konstan.  Biomassa Chlorella sp. ditimbang 0,5 gram  dalam cawan dan dikeringkan di  dalam  oven  suhu  100-105 ° C  selama  30  menit. Kemudian,  dimasukkan  ke  dalam  desikator, ditimbang  dan  dioven  sampai  diperoleh  berat konstan.  Kadar  air  sampel  biomassa Chlorella sp. dihitung  menggunakan  persamaan  (1)  (AOAC, 1984).
Kadar air = (b-c) (b-a) x 100% (1)
Dimana,  a  adalah  berat  cawan  kosong,  b  adalah berat  cawan  ditambah  sampel  sebelum dikeringkan,  dan    c  adalah  berat  cawan  ditambah sampel setelah dikeringkan.
2.5. Ekstraksi mikroalga Chlorella sp.
Biomassa Chlorella sp.  kering  sebanyak  30 gram  dimasukkan  ke  dalam  gelas  kimia  500  mL dan  ditambahkan 150 mL pelarut metanol dengan perbandingan  1:5  (b/v),  kemudian  ditutup  dengan aluminium  foil.  Sampel  dikocokan  menggunakan shaker dengan  kecepatan  120  rpm  selama  5  jam pada  suhu  kamar.  Selanjutnya,  sampel  disaring menggunakan  corong buchner .  Residu  yang diperoleh dimaserasi kembali hingga 3 kali proses ekstraksi. Filtrat yang diperoleh dari 3 kali maserasi tersebut  digabung  menjadi  satu  dan  diuapkan pelarutnya menggunakan rotary evaporator vacum hingga  terbentuk  ekstrak  pekat Chlorella sp. (Imamah dkk., 2015). Ekstrak pekat yang diperoleh ditimbang  kemudian  dihitung  nilai  randemen menggunakan persamaan (2).
% Rendemen = Berat ekstrak Berat sampel x 100%                 (2)
2.5. Hidrolisis dan partisi ekstrak metanol mikroalga Chlorella sp.
Ekstrak  metanol  sebanyak  2,5  gram dimasukkan  ke  dalam  gelas  kimia  dan  dihidrolisis dengan 5 mL HCl 2 N sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer hot plate selama 1 jam pada suhu ruang  (Tensiska  dkk.,  2007).  Hidrolisat  yang diperoleh  ditambahkan  dengan  natrium  bikarbonat hingga  pH  netral.  Selanjutnya,  hidrolisat ditambahkan  12,5  mL  pelarut  etil  asetat,  dikocok dan  didiamkan  hingga  terbentuk  dua  lapisan  yaitu lapisan  organik  dan  lapisan  air.  Masing-masing lapisan  dipisahkan.  Proses  partisi  dilakukan sebanyak  3  kali.  Lapisan  organik  dipekatkan dengan  dialiri  dengan  gas  N 2 .  Ekstrak  pekat yang diperoleh  ditimbang  dan  dihitung  rendemennya menggunakan persamaan (2) (Imamah dkk., 2015).

## 3. Hasil dan pembahasan
3.1. Kultivasi mikroalga Chlorella sp.
Media  kultur  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  Medium  Ekstrak  Tauge  (MET)  4%. Kultivasi  dilakukan  pada  hari  ke  6-7.  Pada  hari tersebut  merupakan  fase  eksponensial  dimana Chlorella sp.  mengalami  pembelahan  aktif  karena tersedianya  nutrien  dan  pencahayaan  yang  cukup baik  sehingga  proses  pertumbuhannya  maksimal (Khamidah  dkk.,  2014) . Chlorella sp. dikultivasi dalam  MET  4%  dan  diinkubasi  selama  10  hari
dengan  fotoperiodisitas  pengaturan  14  jam  terang dan  10  jam  gelap  yang  dianalogikan  sebagai pengganti sinar matahari dalam proses fotosintesis.
Hasil  penelitian  menunjukkan  selama  proses kultivasi,  mikroalga Chlorella sp. mengalami perubahan  warna  inokulum  dari  warna  hijau kekuningan  hingga  hijau  pekat.  Perubahan  warna tersebut  mengindikasikan  terjadinya  peningkatan kadar klorofil yang merupakan pigmen utama pada mikroalga Chlorella sp . (Imamah  dkk.,  2015). Selain  itu,  perubahan  warna  tersebut  juga menunjukkan  kerapatan  sel  yang  menandakan terjadinya  pemanfaatan  nutrien  yang  terkandung dalam  MET  oleh  sel-sel Chlorella sp.  (Prihantini, dkk., 2005).
Tahap pemanenan dilakukan pada hari ke-10. Hari  tersebut  merupakan  fase  akhir  stasioner  pra kematian  yang  mempunyai  jumlah  kelimpahan  sel tertinggi  yaitu  4.880.000  sel/mL (Khamidah  dkk., 2014).  Pemanenan  bertujuan  untuk  memisahkan biomassa Chlorella sp. dari MET 4% menggunakan sentrifuga.  Filtrat  yang  diperoleh  berwarna  bening kekuningan  dan  supernatan  berwarna  hijau  pekat yang merupakan biomassa mikroalga Chlorella sp .

## 3.2. Preparasi sampel
Preparasi  sampel  dilakukan  dengan  cara dikeringanginkan  pada  suhu  ruang.  Pengeringan tidak  dilakukan  menggunakan  oven  dan  sinar matahari  secara  langsung  karena  umumnya senyawa  metabolit  sekunder  tidak  tahan  terhadap panas. Hasil  pengeringan Chlorella sp.  berwarna hijau  kehitaman  dan  menempel  pada  permukaan wadah. Sampel yang telah kering dikerok sehingga didapatkan  sampel  padatan  berupa  serbuk.  Hasil biomassa  dari  proses  pengeringan  sebesar  32,64 gram. Rendemen yang diperoleh adalah 1,336%.

## 3.3. Analisis kadar air
Analisis  kadar  air  bertujuan  untuk  mengetahui kandungan air dalam Chlorella sp . Jumlah air yang terkandung  dalam  sampel  dapat  mempengaruhi proses ketahanan sampel saat proses penyimpanan. Selain itu, sampel dengan kadar air yang  rendah  dapat  mencegah  tumbuhnya mikroorganisme  yang  dapat  mendegradasi senyawa aktif yang terkandung dalam Chlorella sp. (Hayati  dkk.,  2012).  Kadar  air Chlorella sp. yang diperoleh sebesar 10,48%. Nilai tersebut berada di bawah kadar air maksimum yang disyaratkan agar proses ekstraksi dapat berjalan dengan lancar yaitu 11% (Setyaningsih dkk., 2013).
3.4. Ekstraksi senyawa aktif Chlorella sp.
Ekstraksi  senyawa  aktif  dalam  penelitian  ini menggunakan  metode  maserasi  dengan  pelarut metanol.  Selama  proses  perendaman  terjadi proses  difusi  karena  adanya  perbedaan  tekanan didalam  dan  di  luar  sel.  Larutan  dengan konsentrasi yang rendah akan terdesak keluar dan digantikan  dengan  pelarut  dengan  konsentrasi yang  tinggi.  Metanol  masuk  ke  sel Chlorella sp. melewati  dinding  sel.  Hal  ini  mengakibatkan sitoplasma  di  dalam  sel  akan  keluar  dan  ikut terlarut  dalam  pelarut  metanol.  Proses  maserasi dilakukan tiga kali pengulangan hingga filtrat yang diperoleh  berubah  warna  dari  hijau  kehitaman menjadi hijau lebih terang. Ekstrak kasar Chlorella sp. yang  diperoleh  sebesar  6,568  gram  dengan nilai rendemen 21,89%.
3.5 . Hidrolisis dan partisi ekstrak kasar
Hidrolisis  dilakukan  untuk  memutus  ikatan glikosida  menjadi  senyawa  glikon  dan  aglikon. Katalis  yang  digunakan  berupa  HCl  2  N  untuk mempercepat  reaksi  hidrolisis.  HCl  merupakan asam kuat yang mudah melepaskan ion H + secara sempurna  dalam  air.  Semakin  banyak  proton  H + yang  dilepas,  semakin  mudah  melepaskan  ikatan glikosida (Handoko, 2006). Penambahan HCl akan terbentuk  suasana  asam  yang  akan  dinetralkan dengan  NaHCO 3 .  Penetralan  ini  berfungsi  untuk menghentikan  reaksi  hidrolisis  yang  bersifat reversibel.  Apabila  reaksi  ini  tidak  dihentikan dengan  cepat  maka  ikatan  glikosida  antara  glikon dan  aglikon  yang  terurai  dalam  proses  hidrolisis dapat  terbentuk  kembali.  Reaksi  tersebut  akan menghasilkan  produk  samping  yang  tidak berbahaya yaitu berupa garam NaCl.
Hidrolisat  yang  diperoleh  dilakukan  partisi menggunakan variasi pelarut berupa etil asetat dan petroleum eter. Penggunaan pelarut yang berbeda ini dimaksudkan agar senyawa aktif yang memiliki kepolaran berbeda akan terekstrak kedalam pelarut yang  sesuai.  Hasil  proses  partisi  membentuk  dua lapisan  yaitu  fasa  organik  (lapisan  atas)  dan  fasa air  (lapisan  bawah).  Fasa  organik  mengekstrak senyawa  aglikon  yang  mengandung  metabolit sekunder dan fasa air mengekstrak komponen gula (glikon).

## Tabel 1
Hasil rendemen fraksi hasil partisi Chlorella sp.
Filtrat Warna filtrat Rendemen % (b/b) Etil asetat Hijau Kehitaman 80,95 Petroleum Eter  Hijau Kehitaman 50,63
Rendemen  yang  dihasilkan  dari  variasi  kedua pelarut  memiliki  hasil  yang  berbeda.  Pelarut  etil asetat  memiliki  rendemen  tertinggi  yaitu  80,95%. Hasil rendemen masing-masing fraksi memberikan informasi  bahwa  sebagian  besar  metabolit sekunder  lebih  terekstrak  ke  dalam  pelarut  etil asetat dibandingkan dengan petroleum eter.

## 4. Kesimpulan
Ekstraksi  metabolit  sekunder Chlorella sp. secara  maserasi  menggunakan  pelarut  metanol menghasilkan rendemen 21,89%. Rendemen yang diperoleh  dari  proses  hidolisis  dan  partisi  dengan etil  asetat  dan  petroleum  eter  berturut-turut  yaitu 80,95%  dan  50,63%.  Fraksi  etil  asetat menunjukkan  jumlah  rendemen  yang  lebih  tinggi dibandingkan dengan fraksi petroleum eter.

## 5. Daftar Pustaka
AOAC.  (1984). Official  methods  of  analysis  of  the association  of  official  analytical  chemistry. Washington  D.C:  Association  of  Official Analytical.
Desianti,  N.,  Fasya,  A.G.,  &  Adi,  T.K.  (2014). Uji toksisitas  dan  identifiaksi  golongan senyawa  aktif  fraksi  etil  asetat,  kloroform, petroleum  eter,  dan  n-heksana  hasil hidrolisis  ekstrak  metanol  mikroalga Chlorella  sp. Skripsi,  Universitas  Islam Negeri  Maulana  Malik  Ibrahim  Malang, Kimia.
Guenther,  E.  (1987). Minyak  Atsiri  Jilid  I. (K.  S, Trans.) Jakarta: UI Press.
Handoko,  D.  S.  (2006).  Kinetika  hidrolisis  maltosa pada variasi suhu dan jenis asam sebagai katalis. SIGMA:  Jurnal  Sains  dan Teknologi, 9 (1).
Hayati,  E.K.,  Jannah,  A.,  &  Ningsih,  R.  (2012).
Identifikasi senyawa dan aktivitas antimalaria  in  vivo  ekstrak  etil  asetat tanaman  anting-anting  (Acalypha  indica, L.). Molekul, 7 (1), 20-32.
Imamah,  N.,  Fasya,  A.G.,  Nasichuddin,  A.,  &  Adi,
K.A.  (2015). Pemisahan  senyawa  steroid fraksi  etil  asetat  hasil  hidrolisis  ekstrak metanol mikroalga Chlorella sp. menggunakan  kromatografi  lapis  tipis (KLT)  dan  identifikasinya  menggunakan spektrofotometer FTIR. Skripsi, Universitas Islam Negeri Maulana Malik Malang, Kimia. Khamidah, U., Fasya, A.G., & Romaidi. (2014). Uji aktivitas  antibakteri  ekstrak  metanol mikroalga Chlorella sp. pada fase stationer hasil kultivasi dalam medium ekstrak tauge (MET). ALCHEMY:  Journal  of  Chemistry,
3 (1), 1-7.
Prihantini, N.B., Damayanti, D., & Yuniati, R. (2007). Pengaruh  konsentrasi  medium  ekstrak tauge  (MET)  terhadap  pertumbuhan Scenedesmus  isolat  Subang. MAKARA, SAINS, 11 (1), 1-9.
Prihantini,  N.B.,  Putri,  B.,  &  Yuniati,  R.  (2005).
Pertumbuhan  Chlorella  spp.  dalam medium  ekstrak  tauge  (MET)  dengan variasi pH awal. MAKARA, SAINS, 9 (1), 1-
6.
Setyaningsih, D., Nurmillah, O.Y., & Windarwati, S. (2013). Kajian  aktivitas  antioksidan  dan antimikroba  ekstrak  biji,  kulit  buah,  batan dan  daun  tanaman  jarak  pagar  (Jatropha cucas,  L.). Institiut  Pertanian  Bogor. Retrieved
from http://download.portalgaruda.org/article.ph p?article=181008&val=6221&title=KAJIAN
%20AKTIVITAS%20ANTIOKSIDAN%20D AN%20ANTIMIKROBA%20EKSTRAK%20 BIJI,%20%20KULIT%20BUAH%20,%20B ATANG%20DAN%20DAUN%20TANAMA N%20JARAK%20PAGAR%20%20%20(Jat ropha%20curcas%20L.) Sidabutar,  E.  A.  (1999). Pengaruh  jenis  medium pertumbuhan  mikroalga  Chlorella  sp. terhadap  aktivitas  senyawa  pemacu pertumbuhan  yang  dihasilkan. Skripsi, Institut  Pertanian  Bogor,  Studi  Teknologi
Hasil Pertanian. Retrieved from http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/
123456789/36455/C99eas.pdf?sequence= 1&isAllowed=y Tensiska,  Marsetio  &  Yudiastuti,  O.N.  (2007). Pengaruh  jenis  pelarut  terhadap  aktivitas antioksidan  ekstrak  kasar  isoflavon  dari ampas  tahu. Hasil  Penelitian,  Universitas Padjajaran,  Teknologi  Industri  Pangan.
Retrieved from http://pustaka.unpad.ac.id/wp- content/uploads/2009/05/pengaruh_jenis_p elarut.pdf