## Pengaruh Konsentrasi Logam Berat Zn pada Pertumbuhan Mikroalga
Dunaliella salina  (Chlorophyceae: Dunaliellaceae)

## Angelina Yusniar Christanty Sihotang*, Gunawan Widi Santosa, Sunaryo
Departemen Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Soedarto S. H, Tembalang, Semarang, Jawa Tengah 50275 Indonesia *Corresponding author, e-mail : angelina.zihotang@gmail.com
ABSTRAK: Logam  berat  Zn  merupakan  salah  satu  logam  berat  essensial  yang  dibutuhkan tumbuhan  dalam  jumlah  sedikit,  termasuk  mikroalga Dunaliella  salina .  Konsentrasi  logam  pada media  kultur  diduga  berpengaruh  terhadap  pertumbuhan  dan  kandungan  proksimatnya.  Tujuan penelitian  ini  adalah  mengetahui  pertumbuhan  dan  kandungan  proksimat  pada  mikroalga Dunaliella  salina pada  konsentrasi  logam  berat  Zn  yang  berbeda.  Materi  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah mikroalga D. salina yang diperoleh dari stok murni Laboratorium Balai Besar Pengembangan  Budidaya  Air  Payau  (BBPBAP)  Jepara.  Hasil  penelitian  menunjukkan penambahan konsentrasi  logam  berat  Zn  yang  berbeda  pada media  tidak  berpengaruh  terhadap laju pertumbuhan D. salina (p≥0,05).
Kata Kunci : Dunaliella salina; Pertumbuhan; Zn
The Effect of Heavy Metal Zn Concentration on the Growth of Microalgae Dunaliella salina (Chlorophyceae: Dunaliellaceae)
ABSTRAK:  Heavy  metal  Zn  is  one  of  the  essential  heavy  metals  needed  by  plants  in  small amounts,  including  the  microalgae  Dunaliella  salina.  Metal  concentration  in  the  living  medium  is thought  to  have  an  effect  on  growth  and  proximate  content.  The  purpose  of  this  study  was  to determine  the  growth  and  proximate  content  of  green  microalgae  D.  salina  at  different concentrations  of  heavy  metal  Zn.  The  material  used  in  this  study  was  D.  salina  microalgae obtained  from  pure  stock  from  the  Laboratory  of  the  Center  for  Brackish  Water  Cultivation Development  (BBPBAP)  Jepara.  The  results  showed  that  the  addition  of  different  heavy  metal concentrations  affected  the  growth  cellular  counts  at  the  last  expontial  phase,  though  it  did  not affect the cellular growth rate of D. salina at (p≥0,05).
Keywords: Dunaliella salina; Growth; Zn.

## PENDAHULUAN
Keberadaan  limbah  logam  berat  telah  menjadi  masalah  yang  cukup  serius  dalam lingkungan. Pembuangan limbah yang terus menerus dikhawatirkan akan menimbulkan akumulasi pencemaran logam berat. Dalam suatu perairan, pencemaran yang disebabkan oleh logam berat dapat menimbulkan banyak masalah baik yang bersifat sementara maupun yang berkepanjangan. Kamaruzzaman et  al. (2011),  menyatakan  bahwa,  semakin  tinggi  tingkat  kadar  logam  pada perairan  maka  akan  berpengaruh  terhadap  keseimbangan  ekologi  dengan  mengubah  berbagai organisme yang hidup dalam air.
Mikroalga  mampu  secara  selektif  menyerap  dan  menjerap  logam  dari  media  cair  dan mengakumulasi logam tersebut dalam selnya (Aunurohim dan Kurniawan, 2014). Logam berat Zn merupakan  salah  satu  logam  berat  essensial  yang  dibutuhkan  hampir  semua  tumbuhan  dalam jumlah  sedikit,  namun  jika  jumlahnya  melebihi  batas  ambang  yang  telah  ditentukan  maka  akan membahayakan bagi kehidupan organisme itu sendiri dan bersifat toksik. Bagi tanaman fungsi Zn adalah terlibat dalam beberapa fungsi enzim untuk meningkatkan reaksi-reaksi metabolik, sintesis senyawa-senyawa  pertumbuhan  tanaman,  memproduksi  klorofil  dan  karbohidrat  (Ratmini,  2014). Dunaliella salina merupakan kelompok alga hijau yang mempunyai kandungan protein, lemak, dan
Pengaruh Konsentrasi Logam Berat Zn pada Dunaliella salina (A.Y.C. Sihotang et al.)
karbohidrat  sebagai  sumber  pangan  (Darsi et  al., 2012).  Smith  (2010),  menyatakan  bahwa Dunaliella  salina merupakan  fitoplankton  yang  mampu  bertahan  hidup  dalam  lingkungan  yang memiliki  kadar  garam  tinggi.  Berdasarkan  latar  belakang  diatas,  maka  penelitian  ini  bertujuan untuk mengetahui pengaruh pertumbuhan pada mikroalga hijau Dunaliella salina pada konsentrasi logam berat Zn yang berbeda.

## MATERI DAN METODE
Materi  yang  dipergunakan  dalam  penelitian  adalah  mikroalga Dunaliella  salina yang diperoleh  dari  stok  murni  Laboratorium  Balai  Besar  Pengembangan  Budidaya  Air  Payau (BBPBAP)  Jepara.  Penelitian  ini  dilaksanakan pada  bulan  Juni sampai  Juli  2020  di  Laboratorium Mikroalga  yang  merupakan  bagian  dari  Laboratorium  Biologi  Laut,  Departemen  Ilmu  Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro, Semarang.
Metode  penelitian  yang  diterapkan  adalah  eksperimen  laboratoris.  Rancangan  penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 4-perlakuan dan 3 kali ulangan. Perlakuan yang berupa pemberian penambahan senyawa Zn kedalam media kultur mikroalga D. salina dengan  konsentrasi  yang  berbeda  (1  ppm,  3  ppm  dan  5  ppm).  Kultur Dunaliella  salina dilakukan dengan menggunakan 12 wadah dengan volume 3 liter. Kultur dilengkapi dengan aerasi dan pencahayaan lampu TL 36 W. Senyawa yang dipakai adalah ZnCl 2 .
Persiapan kultur  dimulai  dengan  sterilisasi  peralatan,  yaitu  toples kaca dengan  penutupnya dan  selang  aerasi  dicuci  bersih  dengan  menggunakan  sabun  kemudian  dikeringkan  dan dibersihkan  dengan  alkohol  70%.  Sterilisasi  bahan,  dilakukan  dengan  menambahkan  kaporit sebanyak 1,2 g ke dalam 20 liter air laut dan diaerasi selama 1 x 24 jam. Sebelum  ditambahkan Na-Thiosulfat sebanyak 0,6 g selama 6 jam. Kemudian air laut disaring dengan menggunakan kain kassa dan dimasukkan ke dalam panci dengan penutupnya dan disterilkan dengan cara merebus hingga mendidih ± 30 menit. Air laut yang sudah dingin dan steril diencerkan sampai bersalinitas 30 ppt bersama peralatan kultur kemudian disinari lampu UV ± 1 jam.
Larutan  Zn  yang  dibuat  yaitu  larutan  stok  dengan  konsentrasi  1,  3  dan  5  ppm.  Senyawa ZnCl 2 yang digunakan sebagai larutan stok pada penelitian ini adalah ZnCl 2 . Larutan stok dengan 100  ppm  dibuat  dengan  cara  menimbang  ZnCl 2 sebanyak  0,21  g  yang  kemudian  dilarutkan  ke dalam 1 L akuades. Larutan stok Zn dilakukan dengan cara pengenceran.
Sebanyak  5  mL  sampel  alga  diambil  menggunakan  pipet  setiap  pagi  jam  08.30 WIB  untuk perhitungan  kepadatan.  Sampel  yang  telah  diambil  dimasukkan  dalam  botol  vial  volume  10  mL sampai  dianalisis  secara  mikroskopik  menggunakan haemocytometer .  Pemanenan  keseluruhan biomassa dilakukan pada kultur mikroalga yang telah memasuki fase stasioner yaitu pada hari ke-9.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kepadatan sel mikroalga dalam kultur dapat ditandai dengan bertambahnya jumlah sel yang dapat dilihat pada Gambar 1. Sementara itu laju pertumbuhan mikroalga disajikan pada Gambar 2. Pada  Gambar  1  menunjukkan  bahwa  pada  perlakuan  kontrol  (0  ppm)  dan  5  ppm  sel Dunaliella salina mengalami fase eksponensial pada hari ke-0 sampai hari ke-8. Pada perlakuan 1 ppm sel alga  mengalami  fase  eksponensial  pada  hari  ke-0  sampai  hari  ke-7.  Sementara  itu,  mikroalga pada perlakuan 3 ppm mengalami fase eksponensial pada hari ke-0 sampai hari ke-9.
Kepadatan  sel  pada  saat  puncak  hari  ke-8  tertinggi  pada  perlakuan  kontrol  (1,590x10 4 sel/mL), kemudian pada perlakuan 1 ppm (929x10 4 sel/mL), perlakuan 3 ppm (1,161x10 4 sel/mL) dan  kepadatan  sel  pada  perlakuan  5  ppm  (818x10 4 sel/mL).  Hal  ini  menandakan  bahwa  seiring dengan  bertambahnya  konsentrasi  Zn  pada  perlakuan  menyebabkan  semakin  menurun  jumlah kepadatan selnya. Dalam penelitian ini penambahan Zn berpengaruh terhadap kepadatan populasi dari mikroalga Dunaliella salina tersebut (p<0,05). Menurut Kaplan et al. (1995), yang menyatakan bahwa pada kultur mikroalga hijau Chlorela sp. yang diberikan paparan logam berat menunjukkan jumlah sel semakin meningkat setiap hari hingga waktu 6 hari, namun populasinya akan menurun seiring dengan meningkatnya konsentrasi logam berat.
Gambar 2 menunjukkan laju pertumbuhan eksponensial (µ) mikroalga Dunaliella salina pada masing-masing perlakuan. Pada perlakuan kontrol (0 ppm) sebesar 0,368, pada perlakuan 1 ppm
sebesar  0,366,  pada  perlakuan  3  ppm,  sebesar  0,292  dan  perlakuan  5  ppm,  sebesar  0,296. Meskipun  hasil  analisis  variannya,  menunjukkan  bahwa  penerapan  konsentrasi  Zn  dalam  media kultur  yang  berbeda  tidak menunjukkan  adanya  perbedaan  pengaruh  terhadap  laju  pertumbuhan mikroalga Dunaliella salina (p≥0,05). Namun hasil ini menunjukkan, bahwa dengan semakin besar konsentrasi Zn yang diberikan semakin menurunkan laju pertumbuhannya (y = -0,0171x + 0,3689; R 2 =  0,316).  Hal  ini  diduga  bahwa  penambahan  logam  Zn  dalam  penelitian  ini  belum  melebihi ambang batas dari kebutuhan logam Zn dalam mikroalga. Kematian alga terjadi pada kadar logam maksimal  Zn  10  mg/L  (Purnawati et  al., 2015).  Unsur  Zn  pada  tumbuhan  sangat  penting  dalam proses  pembentukan  klorofil  bagi  aktivitas  fotosintesis.  Proses  metabolisme  yang  terjadi  dalam fotosintesis  melibatkan  reaksi-reaksi  kimia  dengan  bantuan  enzim  yang  berfungsi  sebagai katalisator.  Salah  satu  enzim  yang  penting  bagi  proses  fotosintesis  diatom  laut  adalah  enzim Carbonic  Anhydrase (CA).  Enzim Carbonic  Anhydrase (CA)  yang  terdapat  dalam  ion  seng merupakan salah satu enzim yang penting bagi proses fotosintesis diatom laut yang berperan
Gambar 1. Kepadatan  sel Dunaliella  salina yang  dikultur  selama  9  hari  pada  media  dengan penambahan Zn yang berbeda
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 2 4 6 8 10 0 ppm 1 ppm 3 ppm 5 ppm K ep ad atan ( x 10 ⁴ sel /m L) Waktu Kultur (Hari) 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0 1 3 5 La ju P ert umbuha n Perlakuan Penambahan Konsentrasi Zn A (Kontrol)              B (1 ppm)             C (3 ppm)              D (5 ppm)
Pengaruh Konsentrasi Logam Berat Zn pada Dunaliella salina (A.Y.C. Sihotang et al.)
dalam mengubah asam karbonat (HCO 3 ) menjadi CO 2 (Darmono, 1995). CO 2 merupakan sumber karbon  utama  pada  proses  fotosintesis  bagi  mikroalga  yang  cukup  tersedia,  sehingga  dalam proses  metabolisme  dapat  berlangsung  cepat  dan  kerapatan  sel  meningkat  (Prihantini et  al. , 2005).  Logam  berat  diketahui  menghambat  enzim protochiorofillide  reductase yang  mengaktivasi protoklorofil  menjadi  klorofil.  Kondisi  lingkungan  yang  terkandung  logam  berat  merupakan  salah satu faktor penghambatan aktivitas fotosintesis. Terhambatnya aktifitas dalam fotosintesis karena terjadi  penghancuran  pigmen-pigmen  dalam  kloroplas  yang  berfungsi  untuk  menyerap  cahaya serta penghambatan enzim-enzim kunci yang terlibat dalam fiksasi CO 2 (De Fillipis dan Pallaghy, 1994).  Dimana proses fiksasi  CO 2 dapat  mengurangi  sintesis  ATP  dan  NADPH  yang  berdampak pada  laju  fotosintesis.  Terganggunya  aktivitas  fotosintesis  ini  menyebabkan  kemampuan memperbanyak  diri  menjadi  berkurang  sehingga  menyebabkan  pertambahan  jumlah  selnya menjadi  terhambat  (Ernest,  1998).  Tripathi  dan  Gaur  (2006),  menyatakan  bahwa  Cu  dan  Zn menurunkan  kandungan  protein,  karbohidrat,  pigmen  fotosintesis,  metabolisme  nitrat  serta respirasi dan pertumbuhan pada beberapa algae hijau, yaitu Scenedesmus sp.
Logam Zn merupakan logam essensial yang dibutuhkan tumbuhan pada konsentrasi tertentu (Ratmini, 2014).  Di perairan Zn biasa dihasilkan dari industri karet dan cat. Kematian alga terjadi pada kadar logam maksimal, seperti Cu maksimal 18 mg/L, sedangkan Cd.  Cr dan Zn maksimal 10  mg/L  (Purnawati et  al., 2015).  Menurut  Hala et  al., (2012),  untuk  mempertahankan kehidupannya,  mikroalga  umumnya  memiliki  mekanisme  perlindungan  terhadap  logam  beracun. Mekanisme  ini  melibatkan  pembentukan  kompleks  logam  dengan  protein  dalam  membran  sel, sehingga  logam  dapat  terakumulasi  dalam  sel  tanpa  mengganggu  pertumbuhannya.  Sedangkan ketika  konsentrasi  logam  tinggi,  sistem  perlindungan  organisme  tidak  mampu  lagi  mengimbangi efek toksik logam, sehingga dapat menghambat pertumbuhan selnya. Hal ini dapat membuktikan bahwa  penambahan  logam  berat  Seng  (Zn)  mempengaruhi  pertumbuhan  biomassa  mikroalga Dunaliella salina . Namun dalam jumlah yang sangat sedikit Zn dapat berperan dalam mendorong pertumbuhan. Penambahan logam Zn tidak berpengaruh terhadap laju pertumbuhannya (p≥0,05).
Pada  pertumbuhan  mikroalga D.  salina ,  kualitas  air  sangat  penting  selama  kultur.  Nilai kisaran  salinitas  (30  ppt), suhu (25-26 o C),  dan  pH  (7-8)  selama  penelitian  ini masih  berada  pada kisaran optimum (Kusdarwati et al., 2011; Tafreshi dan Shariati, 2009; Shabana dan Mohammad, 2016).dan  perubahan  terjadi  bukan  merupakan  faktor  pembatas  utama  pada  pertumbuhan mikroalga Dunaliella salina .

## KESIMPULAN
Sel Dunaliella salina tumbuh di semua level konsentrasi yang diberikan dalam penelitian ini. Penambahan  konsentrasi  logam  berat  Zn  pada  media  kultur  yang  berbeda  mempengaruhi kepadatan  dari  mikroalga Dunaliella  salina (p<0,05).  Namun  tidak  berpengaruh  terhadap  laju pertumbuhannya  (p≥0,05).  Laju  pertumbuhan  dari  yang  tertinggi  ke  terendah  terdapat  pada kontrol,  yaitu  sebesar  0,368  diikuti  perlakuan  1 ppm (0,366)  diikuti  oleh perlakuan  3  ppm (0,292) dan perlakuan 5 ppm (0,296).

## DAFTAR PUSTAKA
Aunurohim, A. & Kurniawan, J.I.,  2014. Biosorpsi Logam Zn2+ dan Pb2+ oleh Miroalga Chlorella sp.. Jurnal Sains dan Seni Pomits , 3(1):p.15375.
Budi,  M.R.S.,  Rahardja,  B.S.  &  Masithah,  E.D.,  2018.  Potensi  Penurunan  Konsentrasi  Logam Berat  Tembaga  (Cu)  dan  Pertumbuhan  Mikroalga Spirulina  plantesis pada  Media  Kultur.
Jurnal Akuakultur Rawa Indonesia, 6(1):83-93. DOI: 10.36706/jari.v6i1.7152. Darmono. 1995. Logam dalam system biologi makhluk hidup. Jakarta, Universitas Indonesia, 25 hal. Darsi,  R.,  Supriadi,  A.,  &  Sasanti,  A.D.,  2012.  Karakteristik  Kimiawi  dan  Potensi  Pemanfaatan Dunaliella  salina dan Nannochloropsis  sp. Fishtech, 1(1):14-25.  DOI:  10.36706/fishtech. v1i1.802.
De-Filippis,  L.F.,  &  Pallaghy,  C.,  1994.  Heavy  metals:  sources  and  biological  effects. Health  and Environmental Research Online, 42:31-77.
Dewi,  N.K.,  2017.  Monograf  metallothionein.  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam, Universitas Negeri Semarang, 53 hlm.
Ernest, W.H.O.,  1998.  Effects  of  heavy  metals  in  plants  at  the  cellular  and  organismic  level,  in  : ecotoxicology.  Gerrit  Schuurmann  and  Bernd  Markert  (Eds)  John  Wiley  and  Sons,  Inc  and Spektrum Akedemischer Verlag, 587-620.
Hala, Y., Suryati, E. & Taba, P. 2012. Biosorpsi Campuran Logam Pb 2+ dan Zn 2+ oleh Chaetoceros cacitrans . Chemistry Progress, 5(2):86-92. DOI: 10.35799/cp.5.2.2012.772. Kamaruzzaman,  B.Y.,  Rina,  Z.,  John,  B.A.  &  Jalal,  K.C.A.,  2011.  Heavy  Metal  Accumulation  in Commercially  Important  Fsihes  of  South  West  Malaysian  Coast. Research  Journal  of Environmental Sciences, 5(6):595-602. DOI: 10.3923/rjes.2011.595.602. Kaplan,  D.,  Heimer,  Y.M.,  Abeliovich,  A.  &  Goldsbrough,  P.,  1995.  Cadmium  toxicity  and resistance in Chlorella sp. Elsevier Plant Science , 109:129-137.
Kawaroe,  M.,  Prartono,  T.,  Sunuddin,  A.,  Sari,  D.W.,  &  Augustine,  D.,  2010.  Mikroalga:  Potensi dan  pemanfaatannya  untuk  Produksi  Bio  Bahan  Bakar.  Penerbit  Institut  Pertanian  Bogor Press. Bogor. 150 hlm.
Kusdarwati,  R.,  Mustofa,  A.,  &  Rahardja,  B.S.,  2011.  Pengaruh  Penambahan  Vitamin  B 12 pada Media  Blotong  Kering  terhadap  Pertumbuhan  Populasi Dunaliella  salina . Jurnal  Ilmiah Perikanan dan Kelautan, 3(1): 73-77. DOI : 10.20473/jipk.v3i1.11628 Prihantini,  N.B.,  Damayanti,  D.  &  Yuniati,  R.,  2005.  Pertumbuhan Chlorella sp.  dalam  Medium Ekstrak Tauge (MET) dengan variasi pH awal. Makara , 9(1):1-6. Purnawati, F.S., Soeprobowati, T.R. & Izzati, M., 2015. Potensi Chlorella vulgaris Beijerinck dalam Remediasi  Logam  Berat  Cd  dan  Pb  Skala  Laboratorium. Biorma ,  16(2):102-113.  DOI: 10.14710/bioma.16.2.102-113
Ratmini,  N.P.S.  2014.  Peluang  Peningkatan  Kadar  Seng  (Zn)  pada  Produk  Tanaman  Serealia.
Prosiding  Seminar  Nasional  Lahan  Suboptimal.  Balai  Pengkajian  Teknologi  Pertanian. Sumatera Selatan . 684 hlm.
Shabana,    E.F.,    Snousy,    H.H.  &  Mohammad, H.Y.,  2016.   Effect    of   some  Abiotic  Factors    on Growth,    Glycerol    and    β-carotene    Accumulation    by Dunaliella  bardawil . Egypt  Journal.
56(3):559-571. DOI: 10.21608/EJBO.2016.2718.
Smith,  D.R.,  Lee,  R.W.,  Cushman,  J.C.,  Magnuson,  J.K.,  Tran,  D.  &  Polle,  J.E.W.  2010.  The Dunaliella salina Organelle Genomes: Large Sequences, Inflated with Intronic and Intergenic DNA. BMC Plant Biology , 10(83):1-14.
Tafreshi, A.H., & Shariati, M. 2009. Dunaliella Biotechnology: Methods and Applications. Journal of Applied Microbiology, 107(1):14-35. DOI : 10.1111/j.1365-2672.2009.04153.x Tripathi,  B.  &  Gaur,  J.  2006.  Physiological  behavior  of Scenedesmus sp.  during  exposure  to elevated levels of Cu and Zn and after withdrawal of metal stress. Protoplasma, 229:1-9. DOI : 10.1007/s00709-006-0196-9 Weldy, C.S. & Huesemann, M. 2007. Lipid Production by Dunaliella salina in Batch Culture: effects of Nitrogen Limitation and Light Intensity. Journal of Undergraduate Research. Departement of Energy, 7(7):115-122.