Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
https://doi.org/10.46252/jsai-fpik-unipa.2023.Vol.7.No.4.276

## Pengaruh urea terhadap pertumbuhan dan kandungan nutrisi Arthrospira (Spirulina) platensis
Effect of urea on the growth and nutritional content of Arthrospira (Spirulina) platensis
Nasrullah Bai Arifin 1,2* , Ahmad Pradana Rachmadian Putra 1 , Yuni Widyawati 1,2 , Anik Martinah Hariati 1,2
1 Program studi Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang, 65145, Indonesia
2 Research group Aquatic Biofloc, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang, 65145, Indonesia
* Email: arifin.n604@ub.ac.id

## ABSTRAK
Spirulina platensis merupakan  mikroalga jenis cyanobakter yang bernutrisi tinggi. Mikroalga ini kaya akan protein, vitamin, mineral dan antioksidan. Pengunaan media dan metode  kultivasi  yang  tidak  tepat  dapat  mempengaruhi  kandungan  nutrisi  mikroalga  ini. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengevaluasi  pengaruh  urea  terhadap  pertumbuhan, produksi biomassa, kandungan nutrisi dan pigmen S. platensis. Media teknis seperti urea digunakan  sebagai  pengganti  nitrat  pada  media  standar  (zarrouk).  Penelitian  ini menggunakan  empat  perlakuan  dengan  tiga  ulangan.  Perlakuan  yang  digunakan  adalah dosis  urea  yang  berbeda  yaitu  0,1  g/L,  0,4  g/L,  0,7  g/L,  dan  1  g/L.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  penggunaan  urea  berpengaruh  terhadap  pertumbuhan  dan kandungan  nutrisi S.  platensis . Dosis  terbaik  penggunaan  urea  sebagai  pengganti nitrat adalah 0,4 g/L. Secara keseluruhan, penggunaan urea 0,4 g/L menunjukkan hasil  yang  setara  dengan  nitrat  kecuali  pada  kandungan  fikosianin  yang  masih lebih rendah.
Kata kunci : Media; mikroalga; spirulina platensis; urea; nutrisi; pertumbuhan

## ABSTRACT
Spirulina  platensis is a  highly  nutritious  cyanobacterial  microalga. This  microalga is  rich  in  protein,  vitamins,  minerals  and  antioxidants. The  use  of  media  and  cultivation methods that are not appropriate can affect the nutritional content of this microalgae. This study aims to evaluate the effect of urea on growth, biomass production, nutrient content and pigments of S. platensis on an outdoor scale. Technical  media such as urea are used instead of nitrate in standard media (zarrouk). This study used four treatments with three replications.  The  treatments  used  were  different  doses  of  urea,  namely  0.1  g/L,  0.4  g/L, 0.7  g/L,  and  1  g/L.  The  results  showed  that  the  use  of  urea  affected  the  growth  and nutritional  content  of S.  platensis .  The  use  0.4  g/L  urea  producued  comparable  results than that of nitrate as nitrogen source. However, phycocyanin content was still lower than nitrate-based  media.  Inconclusion  that  urea  was  potential  alterative  nitrogen  source  for spirulina cultivation.
Keywords: Media; microalgae; spirulina platensis; urea; nutrition, growth
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
https://doi.org/10.46252/jsai-fpik-unipa.2023.Vol.7.No.4.276

## PENDAHULUAN
Mikroalga memiliki beberapa peranan  penting  salah  satunya  sebagai bahan  pakan  alami  (Li  et  al.,  2008). Pemanfaatan mikroalga banyak diaplikasikan  pada  berbagai  bidang  antara lain dalam bidang akuakultur, bioteknologi,  farmasi,  agrikultur,  dan lingkungan.  Salah  satu  jenis  mikroalga yang  banyak  digunakan  dalam  industri tersebut adalah Spirulina platensis . Mikroalga ini merupakan organisme autotroph  berwarna  hijau  kebiruan  terdiri dari  sel-sel  silindris  yang  membentuk koloni dimana selnya berkolom membentuk  filament  terpilin  menyerupai spiral  (helix)  sehingga  disebut  juga  alga biru  hijau  berfilamen  (Hariyati,  2008). S. platensis juga  memiliki  pigmen  biru fikosianin  yang  tinggi  yaitu  sekitar  20% berat keringnya (Arlyza, 2005).
S.  platensis memiliki  ukuran  sel yang  besar  yaitu  berdiameter  1-12  μm, panjang  200-300  μm  dan  lebar  5-70  μm. Keunggulan  dari S.  platensis adalah kandungan  nutrisi  yang  baik  antara  lain 60– 70% protein, 13,5% karbohidrat, 4-7% lemak  dan  asam  lemak  (linolenic  acid  dan γ-linolenic  acid),  asam  amino  esensial (leusin, isoleusin, valine), pigmen (klorofil, fikosianin  dan  karotenoid)  dan  juga mengandung vitamin seperti provitamin A, vitamin  B12  serta  β-caroten,  serta  mineral (Koru,  2012).  Fitoplankton  membutuhkan kadar  nitrat  sebesar  0,9–3,5  mg/L  untuk pertumbuhan  selnya,  selain  itu  kadar ortofosfat yang diperlukan untuk
pertumbuhan  optimal  plankton  adalah 0,09–1,80  mg/L  (Mackentum,  1969).  Oleh karena  itu S.  platensis ini  perlu  dikultur dan  dikembangkan  lebih  lanjut  karena mempunyai potensi yang sangat besar.
Semakin berkembangnya pengetahuan pada berbagai manfaat dari S. platensis mengakibatkan peningkatan permintaan  produk  spirulina  dari  berbagai kalangan  seperti  perusahaan  makanan, pakan  maupun  industri  lainnya.  Meskipun demikian,  permintaan  yang  besar  ternyata belum  diimbangi  dengan  peningkatan produksi S. platensis . Hal ini terjadi akibat produksi  dari  budidaya S.  platensis masih
rendah dan kurang efisien. Kondisi tersebut diakibatkan  penggunaan  cara  budidaya konvensional  dan  tingginya  biaya  media pada  kultivasi S.  platensis .  Pada  kultivasi S. platensis umumnya menggunakan media impor seperti nitrat yang selain ketersediannya tergantung pada negara lain juga  harganya  cenderung  meningkat.  Oleh karena itu diperlukan upaya alternatif yang dapat  meningkatkan  produksi  dan  efisiensi budidaya S.  platensis selama  kultivasi (Utomo et al., 2005).
Salah satu upaya yang dapat dilakukan  untuk  meningkatkan  produksi dan  efiensi  budidaya S.  platensis adalah dengan  menggunakan  media  teknis  dan metode kultivasi yang tepat. Urea merupakan  salah  satu  media  teknis  yang dijadikan pengganti sumber nitrogen konvensional  pada  kultivasi S.  platensis yaitu  nitrat.  Selain  harganya  lebih  murah, urea  juga  merupakan  produk  dalam  negeri sehingga  ketersediannya  tidak  tergantung pada  impor.  Di  sisi  lain,  pemanfaatan  urea sebagai  sumber  nitrogen  perlu  dioptimasi agar  mendapatkan  dosis  yang  tepat  pada kultivasi  mikroalga.  Oleh  karena  itu, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi  pengaruh  urea  terhadap pertumbuhan, produksi biomassa, kandungan nutrisi dan pigmen S. platensis .

## METODOLOGI
Mikroalga S.  platensis. dan  Kondisi Kultur
Spesies  mikroalga  diperoleh  dari Balai  Besar  Budidaya  Laut  Gondol,  Bali. Spirulina ditumbuhkan dalam media Zarrouk  dengan  kandungan  nutrisi  sebagai berikut  (gL -1 ):  NaHCO 3 16,601;  K 2 HPO 4 0,647;  NaNO 3 2,470;  NaCl  0,988;  MgSO 4 0,096;  K 2 SO 4 0,988;  CaCl 2 0,040;  FeSO 4 0,005;  EDTA–Na 2 0,080;  mikronutrien mgL -1 ):  H 3 BO 4 2,860;  MnCl 2 ·4H 2 O  1,145; CuSO 4 ·5H 2 O  0,080;  (NH 4 )6Mo 7 0,019; ZnSO 4 0,123.  Media  ini  disterilisasi  pada 121 o C  selama  15  menit  sebelum digunakan.
Persiapan inokulan dilakukan dengan mengkultivasi S. platensis pada
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
pencahayaan  kontinu  dengan  intensitas cahaya  3.000  lux  dan  suhu  30±1 o C. Kultivasi  dilakukan  dengan  sistem batch dalam  wadah  500  mL  yang  diisi  media kultur  sebanyak  350  mL  dengan  salinitas 15  ppt.  Jumlah  inokulan  yang  diberikan pada  media  kultur  adalah  0,3  gL -1 . Kultivasi  berlangsung  selama  4  hari dengan  pemberian  aerasi  secara  terus menerus.  Hasil  kultivasi  ini  kemudian dijadikan  inokulan  pada  masing-masing perlakuan.

## Rancangan percobaan
Percobaan  ini  dilakukan  dengan sistem batch dalam  wadah  bervolume  500 mL  yang  diisi  350  mL  media  dengan salinitas 15 ppt. Percobaan ini menggunakan  rancangan  acak  lengkap (RAL)  yang  terdiri  dari  empat  perlakuan. Perlakuan  yang  digunakan  adalah  media teknis dengan dosis urea berbeda (0,1; 0,4; 0,7;  1  g/L)  dan  sodium  nitrat  sebagai kontrol.  Masing-masing  perlakuan  diulang tiga  kali.  Jumlah  inokulan  yang  diberikan adalah  0,3  gL -1 .  Suhu  selama  penelitian adalah  30±1 o C.  Pertumbuhan  spirulina diamati  setiap  hari  selama  percobaan dengan  menimbang  biomassa  sampel sebanyak  25  mL.  Kandungan  nutrisi  dan pigmen  spirulina  dianalisa  pada  fase stasioner.

## Parameter Penelitian yang Diukur
Pertumbuhan Mikroalga Pertumbuhan spirulina diukur dengan  spektrofotometer  pada  panjang gelombang 560 nm. Laju Pertumbuhan Spesifik Perhitungan laju spesifik dari
pertumbuhan  saat  awal  kultur  hingga puncak  konsentrasi  sel  maksimum.  Laju pertumbuhan  spesifik  dihitung  dengan menggunakan  rumus  (Ak et  al .,  2011) yaitu:
𝝁 = 𝐥𝐧  (𝒙𝟐) − 𝐥𝐧  (𝒙𝟏)
(𝒕𝟐 − 𝒕𝟏)
dimana  µ  merupakan  laju  pertumbuhan spesifik  (hari -1 )  kultur,  x1  dan  x2  =
konsentrasi  sel  pada  waktu  ke-1  (tl)  dan waktu ke-2 (t2), berturut-turut.
Doubling Time Doubling  time (td)  ialah  waktu pengandaan dari biomassa harian spirulina. Waktu  penggandaan  sel  (td)  merupakan rata-rata  waktu  generasi  konsenrasi  sel. Doubling  Time (hari)  dihitung  dari  laju pertumbuhan  dengan  menggunakan  rumus menurut Ak et al . (2011), sebagai berikut:
𝒕𝒅 = 𝐥𝐧 𝟐 𝝁 = 𝟎, 𝟔𝟗𝟑 𝝁 Produksi Biomassa
Janssen et  al .  (1999),  menjelaskan bahwa  sampel  mikroalga  yang  digunakan untuk analisis biomassa dianalisis pada saat akhir  fase  stasioner.  Kertas  saring  GF/C (diameter 90 mm) dioven pada suhu 105 o C selama  2  jam  dan  ditimbang  hingga beratnya  konstan  (A).  Sampel  suspensi mikroalga  25  mL  di  filter  melalui  kertas saring  GF/C  dan  dicuci  dengan  25  mL distilled  water atau  akuades.  Kemudian kertas  saring  yang  mengandung  sampel dioven  pada  suhu  105 o C  selama  2  jam. Setelah dingin, kertas saring yang mengandung sampel diletakkan di desikator  selama  30-60  menit,  kemudian beratnya ditimbang kembali (B). Berat kertas saring = A Berat kertas saring + alga = B Berat kering/biomassa (g/L) = (𝑩 − 𝑨) 𝐱 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒔𝒂𝒎𝒑𝒆𝒍 Klorofil a Analisis klorofil a (modifikasi Bennett  &  Bogorad,  1987;  Lichtenthaler, 1987). 5 mL sampel dimasukkan tabung/falcon  yang  steril  dan  dibungkus alumunium foil tertutup rapat. Kemudian 5 mL  sampel  tersebut  disentrifugasi  pada 6.000 rpm selama 10 menit dan supernatan dibuang. Proses freezing - thawing dilakukan  masing-masing  15  menit  selama 3  siklus  dan  5  mL  methanol  absolut ditambahkan pada pellet. Selanjutnya pellet dan  methanol  dipanaskan  pada  suhu  70 o C selama  15  menit  dan  divortex  sampai homogen.  Kemudian  sampel  diinkubasi pada suhu 4 o C dalam keadaan gelap selama 24  jam.  Sampel  divortex  dan  dilakukan
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
https://doi.org/10.46252/jsai-fpik-unipa.2023.Vol.7.No.4.276
sentrifugasi  6.000  rpm  selama  10  menit. Kemudian supernatan diambil untuk diukur dengan  menggunakan  spektrofotometer pada  panjang  gelombang  665  nm  dan  652 nm perhitungan klorofil a menurut Ritchie, (2006):
Chl a (μg/mL)= -8,0962 x OD652 + 16,5169 x OD665 Fikosianin Perhitungan fikosianin pada Spirulina sp.  menurut  Ridlo, et  al .  (2015) dilakukan  dengan  metode cold  maceration
dan freezing-thawing . Sampel kering Spirulina sp. digerus dengan mortar sampai halus.  Sampel  yang  telah  halus  kemudian dimaserasi dalam
aquades dengan perbandingan  1:100  (w/v).  Hasil  maserasi dihomogenasi  dengan  cara  di  vortex selama  1  menit.  Sampel  dibekukan  dalam freeze r  selama  12  jam,  dilanjutkan  proses thawing (pencairan  sampel  beku)  selama
12  jam  pada  suhu  kamar.  Proses freezing- thawing dilakukan 2 siklus. Filtrat selanjutnya disentrifugasi dengan kecepatan centrifuge 3000  rpm  selama  30 menit.  Filtrat  disaring  sehingga  diperoleh ekstrak  kasar  fikosianin Spirulina sp.
Filtrat  fikosianin  diukur  absorbansinya dengan  spektrofotometer  UV-VIS  pada panjang  gelombang  400  –  800  nm. Perhitungan  kadar  fikosianin  dihitung dengan  rumus  Bennet  dan  Bogorad  (1973) sebagai berikut:
Keterangan : РС (ppt) = Kadar Fikosianin A 620 =Nilai  absorbansi  pada  panjang gelombang (λ) 620 nm A 650
=Nilai  absorbansi  pada  panjang gelombang (λ) 650 nm

## Analisa Data
Data pertumbuhan (laju pertumbuhan dan doubling  time )  dan  kandungan  protein dan  pigmen  yang  diperoleh  dari  hasil penelitian  dianalisis  dengan  menggunakan uji  normalitas,  uji  homogenitas,  analisa
keragaman analysis of variance (ANOVA), dan  dilanjutkan  dengan  uji  BNT.  Uji normalitas  bertujuan  untuk  mengetahui apakah  data  berdistribusi  secara  normal atau tidak. Uji Homogenitas yang digunakan  untuk  mengetahui  keseragaman data . Analisis dilakukan dengan menggunakan  program  aplikasi  komputer yaitu SPSS ver. 24 for windows. Pengambilan  keputusan  dan  penarikan kesimpulan pada taraf signifikan 5%.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pertumbuhan Spirulina platensis pada media urea
Pertumbuhan S. platensis pada perlakuan  pemberian  urea  menunjukkan pola  pertumbuhan  yang  sama  (Gambar  1). Berdasarkan  grafik  menunjukan  bahwa S. platensis mengalami  fase  adaptasi,  fase eksponensial, dan masuk fase stationer. Hal ini  sesuai  dengan  pendapat  Maulana, et  al . (2017),  bahwa  profil  fase  pertumbuhan Spirulina sp. dibagi dalam 4 fase yaitu fase adaptasi  ( lag ),  logaritmik/eksponensial, stasioner, dan kematian.
Gambar 1. Pertumbuhan S. platensis pada dosis urea berbeda
Fase  adaptasi  berlangsung  pada  hari ke-0  hingga  hari  ke-1  kultur.  Adaptasi S. platensis pada  penelitian  saat  kultur tergolong  cepat.  Fase  pengambilan  bibit yang digunakan yaitu pada saat S. platensis berada  pada  fase  eksponensial.  Muliani, et al .  (2018),  menjelaskan  bahwa  bibit  yang digunakan  berasal  dari Spirulina sp.  saat dalam fase eksponensial. Bibit dari fase ini dapat  tumbuh  dengan  cepat.  Piu, et  al . (2022),  menyatakan  pada  fase  adaptasi
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 0 1 2 3 4 5 6 K e p ad at an se l ( O D 5 6 0 n m ) Waktu kultur (hari) urea 0,1 urea 0,4 urea 0,7 urea 1 NaNO3 2,5 РС (mg. mL -3 ) = { A 620 – (0,7 x A 650 )}
7,38
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
Spirulina sp.  mengalami  penyesuaian dengan  lingkungannya  serta  penambahan kelimpahan masih sedikit. Semua perlakuan pada penelitian terlihat penambahan pertumbuhan sel dalam waktu 1  hari  yang  menunjukkan  bahwa  spirulina dapat  beradaptasi  dengan  baik  dan  mampu memanfaatkan  nutrisi  yang  terkandung pada media kultur.
Fase  eksponensial  terjadi  pada  hari ke-1  hingga  hari  ke-4  kultur. Pertumbuhan S. platensis pada  fase  ini  terus  mengalami peningkatan  hingga  menuju  pertumbuhan maksimum.  Tinambunan, et  al .  (2017), menjelaskan  bahwa  fase  eksponensial terjadi  ketika  faktor  lingkungan  dapat mendukung  pertumbuhan Spirulina sp.. Faktor nutrisi dalam hal ini juga memenuhi kebutuhan  dalam  pertumbuhan Spirulina sp.. Ketika Spirulina sp. terpenuhi nutrisinya  maka  pada  fase  eksponensial dapat bereproduksi sehingga sel akan terus meningkat.
S. platensis pada  hari  ke-5  hingga hari  ke-6  menunjukan  pertumbuhan  yang mulai  stabil  atau  masuk  pada  fase  awal stationer. Pada fase S. platensis mengalami pertumbuhan  yang  setimbang  dengan kematiannya.  Pertumbuhan S. platensis pada  fase  stationer  mencapai  puncak pertumbuhan. Hariyati (2008), menjelaskan bahwa  pada  hari  ke-6  hingga  hari  ke-7 terjadi  perlambatan  pertumbuhan  pada
Spirulina sp.. Pertumbuhan tidak mengalami banyak peningkatan
dibandingkan  dengan  fase  eksponensial karena nutrisi semakin berkurang. Hari ke- 6  merupakan  tahap  dimana Spirulina sp. mencapai  puncak  kepadatan  maksimal. Setelah  tahap  ini  pertumbuhan  secara bertahap mengalami penurunan. Penurunan kepadatan  dipengaruhi  oleh  intensitas cahaya, nutrisi serta kompetisi antar sel.
Biomassa S. platensis pada media urea
Berdasarkan  data  yang  diperoleh dapat  diketahui  bahwa  pemberian  urea (CO(NH 2 ) 2 )  berpengaruh  nyata  terhadap biomassa S.  platensis (Gambar  2).  Data biomassa  tertinggi  diantara  perlakuan pemberian  urea  selama  kultur  dihasilkan
pada  perlakuan  dengan  dosis  0,4  g/L. Biomassa  yang  dihasilkan  pada  perlakuan tersebut yaitu sebesar 1,81 g/L.
Gambar 2. Biomassa S. platensis pada dosis urea berbeda
Hasil  biomassa  dipengaruhi  oleh nitrogen  yang  diperoleh  dari  sumber  urea. Sopandi  (2020),  menyatakan  nitrogen berpengaruh  terhadap  biomassa Spirulina sp..  karena  nitrogen  berperan  dalam pembentukan  makromolekul  dan  biomassa sel.  Nitrogen  yang  rendah  pada  media budidaya  dapat  meningkatkan  kandungan lipid  pada  beberapa  biomassa  mikroalga. Hal  ini  juga  sesuai  dengan  Mutia, et  al .
(2021),  menjelaskan  bahwa  biomassa dipengaruhi  oleh  nutrien  seperti  nitrogen dan  karbon.  Nitrogen  menjadi  faktor penting dalam perkembangan dan pertumbuhan Spirulina sp.. Sumber nitrogen  mempengaruhi  proses  fotosintesis Spirulina sp.. Fotosintesis berkaitan dengan  jumlah  biomassa  yang  dihasilkan oleh Spirulina sp. Selain faktor lingkungan yang  mendukung,  penambahan  nitrogen yang  sesuai  menjadikan  fotosintesis  pada Spirulina sp.  berlangsung  secara  optimal sehingga  menghasilkan  biomassa  yang tinggi.
Unsur  nitrogen  penting  dalam pertumbuhan dan dapat memproses pembentukan  sel  DNA,  RNA  dan  enzim. Konsentrasi  nitrogen  yang  lebih  rendah atau  lebih  tinggi  dapat  menghambat  laju pertumbuhan.  Pemberian  nitrogen  yang sesuai  serta  kondisi  lingkungan  yang mendukung  dapat  membuat  fotosintesis berjalan optimal sehingga laju pertumbuhan  meningkat  dan  menghasilkan biomassa  yang  tinggi  (Putri  dan Sopandi , 2012).
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 B io m as sa ( g/ L) Perlakuan (g/L)
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
https://doi.org/10.46252/jsai-fpik-unipa.2023.Vol.7.No.4.276
Kandungan  nutrisi S.  platensis pada media urea
Kadar  protein  yang  dihasilkan  oleh sel S.  platensis (Gambar  3)  tertinggi dihasilkan  oleh S.  platensis yang  dikultur pada  media  dengan  dosis  0,4  g/L  dengan kadar  protein  sebesar  61,2%  dan  kadar protein  terendah  didapatkan  pada  sel S. platensis yang dikultur pada media dengan dosis  0,1  g/L  dengan  nilai  sebesar  32,7%. Sedangkan  kadar  protein  yang  dihasilkan pada media NaNO 3 dan Urea menghasilkan hasil  yang  hampir  sama  yaitu  62,2%  dan 61,2%.  Protein  yang  terkandung  dalam  sel S. platensis dengan media kultur urea tidak sebanding dengan biomassa yang dihasilkan. Nilai biomassa pada media urea 0,4 g/L sedikit lebih rendah jika dibandingkan  sumber  nitrogen  pada  media standar yaitu NaNO 3 .
Gambar 3. Kandungan protein S. platensis pada dosis urea berbeda
Hasil  yang  serupa  juga  didapatkan pada kandungan lipid (Gambar 4). Kandungan  lipid  yang  dihasilkan  oleh  sel S.  platensis tertinggi  dihasilkan  oleh S. platensis yang dikultur pada media dengan dosis  0,4  g/L  dengan  kandungan  lipid sebesar 8,8% dan kandungan lipid terendah didapatkan  pada  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  dengan  dosis  1  g/L dengan  nilai  sebesar  5,6%.  Sedangkan kadar  lipid  yang  dihasilkan  pada  media NaNO 3 dan  Urea  0,4  g/L  menghasilkan hasil  yang  hampir  sama  yaitu  9,1%  dan 8,8%.
Gambar  4.  Kandungan  lipid S.  platensis pada dosis urea berbeda
Sementara  itu,  hasil  yang  sedikit berbeda didapatkan pada kandungan karbohidrat (Gambar 5). Kandungan karbohidrat  yang  dihasilkan  oleh  sel S. platensis tertinggi  dihasilkan  oleh S. platensis yang dikultur pada media dengan dosis 0,7 g/L dengan kandungan karbohidrat  sebesar  38,3%  dan  kandungan karbohidrat terendah didapatkan pada sel S. platensis yang dikultur pada media dengan dosis  0,1  g/L  dengan  nilai  sebesar  22,1%. Kadar  karbohidrat  yang  dihasilkan  pada media NaNO 3 dan Urea 0,4 g/L menunjukkan hasil yang hampir sama yaitu 29,1% dan 30,1%.
Gambar 5. Kandungan karbohidrat S. platensis pada dosis urea berbeda
Kandungan  nutrisi  mikroalga  dapat dipengaruhi  oleh  media  yang  digunakan. Kumbhar, et al. (2020) menjelaskan bahwa sel-sel Chlorella sp.  yang  dikultur  dalam
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 P ro te in (% ) Perlakuan (g/L) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 Li p id ( %) Perlakuan (g/L) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 Ka rb o h id ra t (%)
Perlakuan (g/L)
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
media urea dengan dosis 0,5 g/L dan 1 g/L urea  cenderung  meningkatkan  kandungan karbohidratnya  dan  sel Chlorella sp.  yang dikultur  pada  media  urea  dengan  dosis  0,2 g/l dapat meningkatkan kandungan karbohidrat  secara  signifikan.  Mikroalga dapat  mengubah  komposisi  biomassanya dalam  kondisi  stres  untuk  mengakumulasi kandungan  karbohidrat,  dalam  kondisi kekurangan N, makromolekul pada Chlorella sp.  yang  mengandung  N  dan senyawa cadangan karbon seperti karbohidrat  meningkat.  Hal  ini  lah  yang menyebabkan  lebih  tingginya  kandungan karbohidrat  daripada  protein  pada  media urea.  Seenuvasan,  et  al.  (2014)  juga menjelaskan bahwa pada kondisi
lingkungan yang optimal terutama nilai pH yang  memadahi,  kandungan  protein  pada media dengan penambahan KNO3
menunjukkan  nilai  yang  lebih  tinggi  yaitu 30-48%. Kandungan protein akan menurun dengan  terjadinya  penurunan  kandungan nitrogen.
Kandungan  pigmen S.  platensis pada media urea
Kandungan klorofil-a yang didapatkan pada tiap perlakuan (Gambar 6) menunjukkan bahwa hasil tertinggi didapatkan  pada  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  dengan  sumber nitrogen  berupa  urea  0,4  g/L  sebesar  9,8 µg/ml  dan  kandungan  klorofil-a  terendah dihasilkan  oleh  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  urea  0,1  g/L  sebesar 2,2  µg/ml.  Klorofil-a  pada  fitoplankton menurut Adani,  et al. (2013), ialah pigmen aktif  pada  sel  tumbuhan  yang  memiliki peran penting pada keberlangsungan fotosintesis  perairan.  Dalam  mata  rantai makanan ( food chain ) di perairan fitoplankton  berperan  sebagai  produsen primer  yang  mampu  mengubah  bahan anorganik  menjadi  bahan  organik  melalui proses fotosintesis, untuk itu maka kandungan  klorofil-a  digunakan  sebagai standing  stock fitoplankton  yang  dapat dijadikan produktivitas primer suatu perairan.
Gambar 6. Kandungan klorofil-a S. platensis pada dosis urea berbeda
Pigmen  fotosintesis  pada  mikroalga memiliki  hubungan  dengan  kepadatan  sel, sehingga  semakin  tinggi  konsentrasi  sel dalam  media  kultur  maka  semakin  tinggi pula  produksi  pigmen  fotosintesis  yang dihasilkan sehingga diikuti dengan meningkatnya  klorofil-a  yang  dihasilkan (Ponnuswany,  et  al.,  2013).  Seperti  yang diungkapkan  oleh  Silva  Junior,  et  al. (2013), bahwa pemeliharaan yang dilakukan  pada  media  yang  mengandung urea akan meningkatkan kandungan nutrisi. Terjadi peningkatan pada kandungan klorofil-a pada pemeliharaan dengan media urea  hingga  5%  daripada  media  kontrol tanpa  urea.  Kondisi  lingkungan  kultur  dan ketersediaan  nutrisi  pada  media  yang digunakan juga dapat mempengaruhi kandungan  klorofil-a  dan  mempengaruhi efisiensi fotosintesis.
Salah  satu  nutrisi  penting  yang ketersediaanya  harus  selalu  terjaga  ialah nitrogen.  Nitrogen  berperan  penting  dalam sistesis  protein.  Rendahnya  nilai  nitrogen dalam  media  kultur  akan  menyebabkan gangguan  pada  pemanfaatan  energi  dan penurunan  fungsi-fungsi  penting  seperti penyerapan nutrisi dan produksi karbohidrat untuk pertumbuhan sel Chlorella sp.  Hubungan  ini  disebabkan oleh fakta bahwa 50-70% dari total N yang dimanfaatkan  akan  dimasukkan  ke  dalam enzim  yang  berasosiasi  dengan  kloroplas. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pemeliharaan yang  dilakukan  dengan  media  urea  dapat men i ngkatkan  nilai  klorofil-a  pada  sel
0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 K lo ro fi l- a (µ g/ m l) Perlakuan (g/L)
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
https://doi.org/10.46252/jsai-fpik-unipa.2023.Vol.7.No.4.276
Chlorella sp.  karena  ketersediaan  nutrisi yang memadahi. Kandungan klorofil-b yang didapatkan pada tiap perlakuan (Gambar 7) menunjukkan bahwa hasil tertinggi didapatkan  pada  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  dengan  sumber nitrogen  berupa  urea  0,4  g/L  sebesar  4,1 µg/ml  dan  kandungan  klorofil-b  terendah dihasilkan  oleh  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  urea  0,1  g/L  sebesar 0,5  µg/ml.  Klorofil  b  merupakan  pigmen utama fotosintetik, yang berperan menyerap  cahaya  violet,  biru,  merah  dan memantulkan cahaya hijau. Molekul klorofil  adalah  suatu  derivat  porfirin  yang mempunyai struktur tetrapirol siklis dengan  satu  cincin  pirol  yang  sebagian tereduksi, klorofil-b menyusun sekitar 25% dari total protein (Maulid dan Laily, 2015).
Gambar  7.  Kandungan  klorofil-b S. platensis pada dosis urea berbeda
Tingginya nilai klorofil-b pada media dengan sumber nitrogen berupa urea menurut  Kumbhar,  et  al.  (2020),  ialah karena  adanya  konsentrasi  nitrogen  yang cukup,  tercukupinya  kebutuhan  nitrogen akan  cenderung  meningkatkan  kandungan klorofil  baik  a  ataupun  b  dalam  sel Chlorella sp.  Nilai  tertinggi  kandungan klorofil  yang  didapatkan  terdapat  pada penggunaan  media  urea  dengan  dosis  0,4 g/l.  Peningkatan  nilai  klorofil  ini  terjadi ketika  sumber  karbon  dalam  media  berupa N,  P,  K,  Ca,  Mg,  dan  elemen  lain  yang terkandung  dalam  urea  memiliki  kadar yang  optimum.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  penggunaan  media  dengan  sumber
nitrogen  berupa  urea  secara  signifikan dapat  meningkatkan  nilai  klorofil  baik klorofil-a  ataupun  klorofil-b  bahkan  juga pigmen  karotenoid  pada  sel Chlorella sp.
yang dipelihara. Kandungan karotenoid yang didapatkan pada tiap perlakuan (Gambar 8) menunjukkan bahwa hasil tertinggi didapatkan  pada  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  dengan  sumber nitrogen berupa urea 0,4 sebesar 3,2 µg/ml dan kandungan karotenoid terendah dihasilkan  oleh  sel S.  platensis yang dikultur  pada  media  urea  0,1  g/L  sebesar 1,2  µg/ml.  Karotenoid  ialah  salah  satu pingmen  yang  terkandung  dalam  sel mikroalga,  pigmen  ini  akan  memberikan warna  kuning,  jingga  hingga  merah.
Karotenoid merupakan pigmen pendamping  dari  pigmen  utama  yaitu klorofil atau zat hijau daun yang menjalankan  fungsi  penyerapan  energi cahaya  untuk  fotosintesis  (Maleta,  et  al., 2018).
Gambar 8. Kandungan karotenoid S. platensis pada dosis urea berbeda
Mikroalga  yang  ditumbuhkan  pada media  urea  menunjukkan  peningkatan kandungan  pigmen  termasuk  karotenoid daripada  mikroalga  yang  ditumbuhkan pada  media  BG-11.  Tingginya  kandungan karotenoid pada sel Chlorella sp.
diakibatkan adanya kelimpahan dan efisiensi  kompleks  fotosintesis  dengan ketersediaan  nutrisi  mineral  termasuk mangan,  kalsium,  klorida,  Fe,  tembaga, dan  kuinon.  Penggunaan  urea  juga  dapat
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 K lo ro fi l- b (µg/m l) Perlakuan (g/L) 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 Urea 0,1 Urea 0,4 Urea 0,7 Urea 1 NaN03 2,5 K ar o te n o id (µ g/ m l) Perlakuan (g/L)
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
menyediakan CO2 tambahan untuk
metabolisme  alga  dan  dapat  mengaktifkan jalur  metabolisme  dimana  hal  tersebut dapat  meningkatkan  hasil  biomassa  dan pigmen  dalam  sel Chlorella sp.  yang ditumbuhkan (Ribeiro, et al., 2019).
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan fikosianin tertinggi pada perlakuan  dengan  NaNO 3 sebagai  sumber nitrogen (Gambar 9). Kandungan fikosianin  terendah  diperoleh  perlakuan urea 0,1 g/L. Penggunaan urea berpengaruh nyata  terhadap  kandungan  fikosianin. Chaiklahan,  et  al.  (2012),  bahan  kimia yang  digunakan  selama  proses  ekstraksi, pemisahan,  dan  pemurnian  merupakan  hal yang  penting  untuk  stabilitas  molekul fikosianin. Degradasi fikosianin tergantung pada  keadaan  agregasi  protein,  yang dipengaruhi  oleh parameter seperti cahaya, suhu, pH dan konsentrasi protein.
Gambar 9. Kandungan fikosianin S. platensis pada dosis urea berbeda
Nitrogen  dalam  beberapa  penelitian dijelaskan  dapat  mempengaruhi hasil fikosianin. Sukadarti, et  al. (2016), menjelaskan  bahwa  penambahan  urea menambah  nitrogen  dalam  kultur  sehingga protein  juga  meningkat.  Nitrogen  yang kurang  dalam  kultur  akan  menyebabkan fikosianin  akan  sedikit.  Setyoningrum  dan Nur  (2015),  menjelaskan  bahwa  hasil fikosianin  dan  biomassa  dan  sangat kontras. Diketahui bahwa tingkat fikosianin  tidak  hanya  tergantung  pada biomassa, tetapi juga pada laju pertumbuhan.  Khairunnisa,  et  al.  (2018), menyatakan  bahwa  konsentrasi  sumber
nitrogen  yang  tersedia  mempengaruhi kadar fikosianin. Kadar fikosianin maksimum  dihasilkan  saat  nitrogen  dalam media kultur  hampir  habis.  Setelah nitrogen  tidak  tersedia  maka  fikosianin akan  turun  drastis.  Hal  ini  disebabkan fikosianin memiliki peran dalam pembentukan  nitrogen  pada  saat  medium kultur kekurangan nitrogen fikosianin akan terdegradasi  dan  mejadi  sumber  nitrogen bagi kultur Spirulina sp..
Perlakuan  pemberian  urea  0,4  g/L menjadikan  ketersediaan  nitrogen  yang cukup  bagi S.  platensis .  Pemanfaatan nutrien berjalan baik sehingga pembentukan  fikosianin  dapat  meningkat. Hal  ini  sesuai  dengan  Dianursanti,  et  al. (2018),  menjelaskan  urea  menjadi  faktor yang  berpengaruh  terhadap  fikosianin terkait  dengan  nitrogen  dalam  media kultur.  Kandungan  fikosianin  meningkat seiring  dengan  meningkatnya  urea.  Dalam penelitiannya  diketahui  bahwa  kandungan nitrogen  rendah  menghasilkan  akumulasi fikosianin  0,37%.  Kandungan  nitrogen tertinggi  memperoleh  akumulasi  fikosianin yang tinggi yaitu 1,3%. Nitrogen berfungsi sebagai  unsur  makro  yang  penting  dalam sintesis  protein  dan  konstituen  struktur kimia  fikosianin  dalam Spirulina sp.. Mikroalga  akan  menurunkan  kandungan protein termasuk fikosianin ketika mikroalga kekurangan unsur nitrogen. Saat konsentrasi  urea  terlalu  rendah  dalam kultur,  maka  fikosianin  yang  dihasilkan akan  lebih  sedikit  dibandingkan  dengan sumber nitrogen dari perlakuan
menggunakan media zarrouk
Berdasarkan  penelitian  ini  dapat dilihat  bahwa  penggunaan  urea  yang berlebih tidak serta merta dapat meningkatkan pertumbuhan maupun kandungan  pigmen S.  platensis .  Senyawa urea  yang  tidak  dimanfaatkan  dapat menjadi  toksik  dan  mengganggu  proses fisiologis  seperti  pembentukan  fikosianin. Kurniawati,  et  al.  (2020),  menyatakan sintesis  protein  meningkat  ketika  nitrogen ditingkatkan.  Namun,  jika  nitrogen  dalam media terlalu tinggi maka akan menurunkan  protein  dan  mempengaruhi kandungan fikosianin. Spirulina sp. memiliki batas penggunaan unsur nitrogen.
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 Urea 0.1 Urea 0.4 Urea 0.7 Urea 1 NaN03 Fi ko si an in ( m g/ L) Perlakuan (g/L)
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
https://doi.org/10.46252/jsai-fpik-unipa.2023.Vol.7.No.4.276
Penggunaan  nutrien  yang  mencapai  batas maksimum akan menyebabkan terhambatnya  sintesis  protein.  Nitrogen yang  berlebihan  juga  dapat  menjadi  toksik bagi pertumbuhan Spirulina sp.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa:
 Penggunaan  urea  sebagai  sumber nitrogen berpengaruh terhadap pertumbuhan  dan  kandungan  nutrisi S.
platensis
 Dosis  urea  yang  menghasilkan pertumbuhan dan kandungan nutrisi terbaik adalah 0,4 g/L
 Urea  dapat  digunakan  sebagai sumber nitrogen alternatif pada kultivasi S. platensis

## Saran
Penggunaan  urea  sebagai  sumber nitrogen  harus  diberikan  pada  dosis  yang tepat karena jika berlebih dapat menurunkan  pertumbuhan  dan  kandungan nutrisi S.  platensis .  Perlu  dilakukan penelitian  lebih  lanjut  terkait  efek  negatif dari  penggunaan  urea  pada  dosis  yang berlebih.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Brawijaya  atas  bantuan  finansial  melalui Hibah Penelitian Pemula Nomor: 974.66/UN10.Cl0/PN/2022.  Penulis  juga mengucapkan  terima  kasih  kepada  semua pihak-pihak  yang  membantu  pelaksanaan penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
Adani, N. G., Hendrarto, B., & Muskanonfola, M. R. (2013).
Kesuburan  Perairan  Ditinjau  dari Kandungan  Klorofil-a  Fitoplankton:
Studi  Kasus  di  Sungai  Wedung, Demak. Management of Aquatic Resources Journal (MAQUARES) , 2 (4), 38-45.
Ak,  I.,  Cirik,  S.,  &  Goksan,  T.  (2011).
Effect  of  light  intensity,  salinity  and temperature  on  growth  in  Camalt1 strain of Dunaliella viridis Teodoresco  from  Turkey. Journal  of Biological Sciences , 8 (8), 1356–1359. Bennett,  A.,  &  Bogorad,  L.  (1987). Complementary  chromatic  adaptation in  a  filamentous  blue-green  alga.
Journal of Cell Biology , 58 , 419–435.
Dianursanti,  Indraputri,  C.  M.,  &  Taurina, Z.  (2018,  February).  Optimization  of phycocyanin extraction from microalgae Spirulina  platensis by sonication  as  antioxidant.  In AIP Conference  Proceedings (Vol.  1933, No.  1,  p.  030013).  AIP  Publishing
LLC. Hariyati, R. (2008). Pertumbuhan dan biomassa Spirulina sp. dalam skala laboratoris. Bioma . 10 (1): 19-22.
Janssen, M., Kuijpers, T. C., Veldhoen, B., Ternbach,  M.  B.,  Tramper,  J.,  L.R.
Mur,  A.,  &  Wijffels,  R.  H.  (1999). Specific growth rates of Chlamydomonas reinhardtii and Chlorella sorokiniana under  medium duration  light/dark  cycles:  13  -87s. Journal  of  Biotechnology , 70 ,  323– 333.
Kumbhar,  A.  N.,  He,  M.,  Rajper,  A.  R., Memon, K. A., Rizwan, M., Nagi, M., ... & Wang, C. (2020). The use of urea and  kelp  waste  extract  is  a  promising strategy  for  maximizing  the  biomass productivity  and  lipid  content  in Chlorella sorokiniana. Plants , 9 (4),
463.
Kurniawati,  R.,  Praharyawan,  S.,  &  Panji, T.  (2020).  Optimasi  nisbah  natrium nitrat:  urea  dan  konsentrasi  nitrogen pada  kultivasi Spirulina  platensis
untuk  produksi  protein  dan  pigmen fikosianin. Menara Perkebunan .
88 (2): 130-140.
Li, X., Manuel, J., Slavens, S., Crunkleton, D.  W.,  &  Johannes,  T.  W.  (2021). Interactive  effects  of  light  quality and culturing  temperature  on  algal  cell
Arifin et al.: Pengaruh Urea terhadap Pertumbuhan dan…
size,  biomass  doubling  time,  protein content, and carbohydrate content. Applied  Microbiology  and
Biotechnology . 105 (2): 587-597.
Lichtenthaler,  H.  .  (1987).  Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Journal of Methods Enzymology , 148 , 350–382.
Maulana,  P.  M.,  Karina,  S.,  &  Mellisa,  S.
(2017). Pemanfaatan Fermentasi Limbah  Cair  Tahu  Menggunakan Em4  Sebagai  Alternatif  Nutrisi  Bagi
Mikroalga Spirulina sp . Jurnal Ilmiah Mahasiswa  Kelautan  dan  Perikanan Unsyiah . 2 (1): 104-112.
Muliani,  M.,  Ayuzar,  E.,  &  Amri,  M.  C. (2018).  Pengaruh  pemberian  pupuk kascing (bekas cacing) yang difermentasi dengan dosis yang
berbeda dalam kultur Spirulina
sp. Acta  Aquatica:  Aquatic  Sciences
Journal . 5 (1): 30-35.
Mutia,  S.,  Nedi,  S.,  &  Elizal,  E.  (2021).
EFFECT OF NITRATE AND PHOSPATE CONCENTRATION ON Spirulina platensis WITH INDOOR  SCALE. Asian  Journal  of Aquatic Scie`nces . 4 (1): 29-35.
Piu,  N.  J.  F.,  Koniyo,  Y.,  &  Salam,  A. (2022).  The  Effect  of  Salinity  and Light  on  the  Density  of Spirulina platensis , by using Walne Media. European Multidisciplinary Journal of Modern Science . 1-16.
Putri,  S.  A.,  &  Sopandi,  T.  (2012). Konsumsi Nitrogen Dan Karbon Oleh Spirulina  platensis  Dari  Kotoran Burung Puyuh Sebagai Media Kultivasi. STIGMA: Jurnal Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan Alam Unipa . 14 (1): 1-9.
Ribeiro, D. M., Roncaratti, L. F., Possa, G. C.,  Garcia,  L.  C.,  Cançado,  L.  J., Williams, T. C. R., & Brasil, B. D. S. A. F. (2020). A low-cost approach for
Chlorella sorokiniana production through  combined  use  of  urea, ammonia and nitrate based fertilizers. Bioresource Technology
Reports , 9 , 100354. Ridlo,  A.,  Sedjati,  S.,  &  Supriyantini,  E.
(2016). Aktivitas anti oksidan
fikosianin dari Spirulina
sp.
Menggunakan metode transfer elektron dengan DPPH (1, 1-difenil-2- pikrilhidrazil). Jurnal Kelautan Tropis . 18 (2) : 58-63.
Ritchie,  R.  .  (2006).  Consistent  sets  of spectrophotometric chlorophyll equations  for  acetone,  methanol  and ethanol solvents. Photosynthesis Research , 89 , 27–41
Sopandi,  T.,  Rohmah,  S.,  &  Agustina,  S. A.  T.  (2020).  AJAB. Asian  J  Agric  &
Biol . 8 (2): 158-167.
Seenuvasan, M., Kumar, K. S., Abinandan, S.,  Anugraha,  C.,  Umamageshwari, K.,  Kumar,  M.  A.,  &  Balaji,  N.
(2014).  Statistical  analysis  on  stress induced lipid accumulation along with the major cell components of Chlorella sp. International  Journal  of
ChemTech Research , 6 (9), 4186-
4192.
Silva  Júnior,  J.  M.  D.,  Rodrigues,  M., Castro, E. M. D., Bertolucci, S. K. V., &  Pasqual,  M.  (2013).  Changes  in anatomy  and  chlorophyll  synthesis  in orchids  propagated  in  vitro  in  the presence  of  urea. Acta  Scientiarum. Agronomy , 35 , 65-72.
Sukadarti,  S.,  Murni,  S.  W., &  Nur,  M.  A. (2016). Peningkatan phycocyanin pada Spirulina platensis dengan media limbah  virgin  coconut  oil  pada photobioreactor tertutup. Eksergi . 13 (2): 1-6. Tinambunan, J., Wijayanti, M., & Jubaedah,  D.  (2017).  Pertumbuhan populasi  Spirulina  platensis  dalam media limbah cair bahan olahan kecap dan  media zarrouk. Jurnal Akuakultur Rawa Indonesia . 5 (2): 209-219.
Utomo,  A.  N.  S.,  Julyantoro,  P.  G.  S.,  & Dewi,  A.  P.  W.  K.  (2020).  Pengaruh Penambahan Air Cucian Beras terhadap  Laju  Pertumbuhan Spirulina sp. Current Trends in Aquatic Science III . 1 :15-22.