## PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGAL ( SPIRULINA SP.) SEBAGAI BAHAN BAKU

## SUPER FOOD UPAYA PENANGGULANGAN GIZI BURUK
(Production of Single Cell Protein (Spirulina Sp.) As Raw Materials of Super Food)
Dwi Riesya Amanatin *) , Siti Duratun Nasiqiati Rosady *) , Erna Rofidah* )
* ) Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Email: dwi.riesya@gmail.com, 085731983029

## Abstract
The  Type of fertilizer is economical as MET (Sprouts Extract media) and urea Which may be an option in developing a culture of Spirulina sp., Because in addition to the low cost it also has a macronutrient and micronutrient content which supports cell growth of Spirulina sp.  The Research is carried out by modifying the growing medium Spirulina sp.  to optimize its  role  and  functions,  namely  the  combination  of  urea  concentration  and  bean  sprouts extract media (MET). The Combinations are as follows: P1: MET 2% urea 80 ppm, P2: MET 2% urea 100 ppm, P3: MET 2% urea 120 ppm, P4: MET 4% urea 80 ppm, P5: MET 4% urea 100  ppm,  P6:  4%  urea  MET  120  ppm,  P7:  MET  6%  urea  80  ppm,  P8:  MET  6%  urea  100 ppm,  P9:  MET  6%  urea  120  ppm,  and  P10:  sea  water.  highest  cell  density  (19.53  x  103 sinusoid / ml in media treatment of P1. ANOVA test results (at p> 0.05) showed the influence of MET combination with urea fertilizer to the cell density of Spirulina sp. multiple comparison test  results for cell density Spirulina sp.  showed a significant difference between the media treatment  of  sea  water  by  the  combination  of  MET,  except  between  P1  to  P10.  this  is  an indication that the concentration of MET combination with urea fertilizer has the potential to be used as an alternative fertilizer in cultured Spirulina sp. To obtain high cell biomass and low  fertilizer  costs.  So  it  can  be  applied  in  the  production  of  single  cell  protein  (PST)  from Spirulina sp. as a super food.
Key words: Spirulina sp., Urea fertilizer, bean sprouts extract media (MET) cell density

## Abstrak
Jenis  pupuk  yang  bersifat  ekonomis  seperti  MET  (media  Ekstrak  Tauge)  dan  urea dapat menjadi pilihan dalam mengembangkan kultur Spirulina sp., karena selain biaya yang rendah  juga  memiliki  kandungan  makronutrien  dan  mikronutrien  yang  mendukung pertumbuhan  sel Spirulina sp.  Penelitian  dilakukan  dengan  memodifikasi  media  tumbuh Spirulina sp.  untuk  mengoptimalkan  peran  dan  fungsinya  yaitu  penambahan  beberapa kombinasi  konsentrasi  pupuk  Urea  dan  media  ekstrak  tauge  (MET).  Kombinasi  yang dilakukan adalah : P1 : MET 2% pupuk urea 80 ppm, P2 : MET 2% pupuk urea 100 ppm, P3 : MET 2% pupuk urea 120 ppm, P4 : MET 4% pupuk urea 80 ppm, P5 : MET 4% pupuk urea 100 ppm, P6 : MET 4% pupuk urea 120 ppm, P7: MET 6% pupuk urea 80 ppm, P8: MET 6% pupuk urea 100 ppm, P9:  MET 6% pupuk urea 120 ppm, dan P10 : air laut. kepadatan sel tertinggi  (19,53  x  10 3 sinusoid/ml  dalam  media  perlakuan  P1.  Hasil  uji  ANOVA  (pada  p> 0,05)  menunjukkan  adanya  pengaruh  kombinasi  MET  dengan  pupuk  urea  terhadap kepadatan  sel Spirulina sp.  Hasil  uji  perbandingan  berganda  terhadap  kepadatan  sel Spirulina sp. menunjukkan adanya perbedaan nyata antara media perlakuan air laut dengan dengan kombinasi MET, kecuali antara P1 dengan P10. Hal ini memberikan indikasi bahwa kombinasi  konsentrasi  MET  dengan  pupuk  urea  memiliki  potensi  untuk  dijadikan  pupuk alternatif  dalam  kultur Spirulina sp.  untuk  memperoleh  biomasa  sel  yang  tinggi  serta  biaya pupuk  yang rendah  sehingga  dapat  diaplikasikan  dalam  produksi  protein  sel  tunggal  (PST) dari Spirulina sp. sebagai super food.
Kata kuci: Spirulina sp., pupuk urea, media ekstrak tauge (MET) kepadatan sel

## 1.  PENDAHULUAN
Perkembangan  jumlah  penduduk dunia  yang  semakin  meningkat,  memiliki implikasi  terhadap  berbagai  sektor.  Salah satu sektor yang menjadi perhatian adalah sektor  pangan  dan  masalah  gizi  buruk yang mengancam penduduk dunia.
Berdasarkan  hasil  Riset  Kesehatan  Dasar (RISKESDAS)  2010  menunjukkan  bahwa, prevalensi  balita  kurang  gizi  (balita  yang mempunyai  berat  badan  kurang)  secara nasional adalah sebesar 17,9%, dan 4,9% diantaranya  mengalami  gizi  buruk.  Anak yang  mengidap  gizi  buruk  dan  ancaman kerawanan pangan membutuhkan perhatian serius berupa penyediaan sumber  nutrisi,  salah  satunya  adalah protein.
Upaya memenuhi kekurangan sumber  protein  tersebut,  dapat  dihasilkan dari protein nabati, hewani, serta mikroorganisme. Salah
satu mikroorganisme  yang  dapat  digunakan sebagai  sumber  protein  adalah  mikroalga karena  memiliki    kemampuan  regenerasi yang  cepat,  tidak  tergantung  musim  dan tidak  membutuhkan  lahan  yang  luas (Syarwani, 2008).
Salah  satu  mikroalga  yang  dapat dimanfaatkan  sebagai  sumber  protein adalah Spirulina sp. Spirulina sp.  telah digunakan sebagai suplemen atau makanan pelengkap oleh penduduk Afrika sebagai  sumber  makanan  tradisional (Susanna  et  al.,  2007)  karena  kandungan nutrisi Spirulina sp.yang lengkap terutama protein  mencapai  60-71%  (Promya et  al ., 2008). Berdasarkan alasan tersebut,
Spirulina sp.  memiliki  potensi  yang  besar untuk dimanfaatkan sebagai sumber Protein Sel Tunggal (PST).
Mahalnya  harga  pupuk  jenis  PA seperti  walne,  guillard,  dll  menjadi  dasar pencarian  pupuk  alternatif  pada  kultur Spirulina sp.  yang  mampu  menghasilkan kepadatan  sel  yang  tinggi,  dengan  harga yang ekonomis dan mudah diperoleh oleh masyarakat. Salah satu contohnya adalah media  ekstrak  tauge  (MET).  Media
tersebut mengandung unsur makro terutama  fosfat  dalam  jumlah  yang  tinggi serta  asam  amino  dan  vitamin  yang berperan  sebagai growth  factor dalam pertumbuhan  alga  (Danish  Institute  for Food  And  Veterinary  Research,  2004). Namun  unsur  nitrogen  ini  tidak  tersedia dalam MET, sehingga diperlukan penambahan  jenis  pupuk  lain  sebagai sumber  nitrogen  yaitu  pupuk  urea.  Urea ((NH 4 ) 2 CO)  merupakan  pupuk  komersil yang  ekonomis  serta  memiliki  kandungan Nitrogen  yang  tinggi  mencapai  46% (Anonim, 2009).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah untuk mengetahui kepadatan sel Spirulina sp. pada beberapa media yang ditambahkan pupuk kombinasi MET dengan  urea.  Melaui  kombinasi  media kultur Spirulina sp.  yang  terdiri  dari  MET dan  pupuk  urea  yang  sesuai  diharapkan dapat meningkatkan kepadatan sel Spirulina sp.  Sehingga  akan  diperoleh super  food Spirulina sp.  berprotein  tinggi sebagai sumber PST dalam penanggulangan  ancaman  gizi  buruk  dan kerawanan pangan di Indonesia.

## 2.  METODOLOGI
Bahan penelitian yang digunakan adalah Spirulina sp. yang  diperoleh  dari BPAP  Situbondo,  tauge  kacang  hijau, pupuk urea, air laut, aquades dan alkohol.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian  adalah  botol  3000  ml,  aerator, selang  aerator,  gelas  ukur,  pipet  tetes, pipet volume, mikroskop, Sedgewick Raffter,  handtally  counter ,  refraktometer, kertas pH, termometer, lampu TL 40 watt, kapas, corong air, dan kertas saring.
Rancangan  penelitian  yang  digunakan adalah  Rancangan  Acak  Lengkap  (RAL).
Perlakuan  pada  penelitian  sebanyak  10 perlakuan  dengan  ulangan  sebanyak  2 kali yang terdiri dari kombinasi konsentrasi ekstrak  tauge  dengan  urea  dan  kontrol berupa air laut.
Persiapan  penelitian  meliputi  sterilisasi media  dan  sterilisasi  alat.  Sterilisasi  botol
kaca  dan  media  berupa  kombinasi  MET dengan pupuk urea yang dilarutkan dalam air  laut  dilakukan  dengan  dalam  autoklaf pada  suhu  121 0 C  dengan  tekanan  1,5 atm.    Sementara  alat  yang  tidak  tahan panas  seperti  selang  aerator  disterilkan dengan larutan khlorin 150 ppm selama 24 jam.  Kemudian  dibilas  dengan  air  tawar hingga bersih dan bau khlorin hilang.
Persiapan media kultur Spirulina sp. Media  kultur Spirulina sp.  terdiri  dari air  laut  komersil  dengan  salinitas  20 ‰, media  ekstrak  tauge  (MET)  dan  pupuk urea.
Pembuatan MET dimulai merebus 500 gram  tauge  kacang  hijau  dalam  2500  ml aquades  yang  mendidih  selama  1  jam, kemudian  disaring  dengan  kassa  dan kapas.  Konsentras  MET  yang  digunakan yaitu:  2%, 4%, dan 6% dibuat  dari larutan stok (v/v) (Prihantini, 2007).
Pupuk urea yang digunakan merupakan pupuk komersil yang
berbentuk  serbuk.  Dosis  pupuk  urea  yang digunakan  adalah  80  ppm,  100  ppm,  dan 120  ppm  dikombinasikan  dengan  MET 2%, 4%, dan 6%.
Gambar  1. Pembuatan  media  urea  dan MET

## Perlakuan penelitian
Perlakuan  dalam  penelitian  ini  yaitu kombinasi  konsentrasi  MET  dan  pupuk urea  serta  kontrol  berupa  air  laut  yang dimasukkan  ke  dalam  media  kultur Spirulina sp.  Mula-mula  starter Spirulina sp.  diinokulasikan  ke  dalam  media  kultur sebanyak  10%  dari  media  kultur  (v/v). Setelah  itu  dimasukkan  MET  dan  pupuk urea dengan kombinasi konsentrasi
sebagai berikut : Tabel  1.  Kombinasi  MET  dengan  pupuk
urea
Pupuk Keterangan P1 MET 2% pupuk urea 240 ppm P2 MET 2% pupuk urea 300 ppm P3 MET 2% pupuk urea 360 ppm
P4 MET 4% pupuk urea 240 ppm P5 MET 4% pupuk urea 300 ppm P6 MET 4% pupuk urea 360 ppm P7 MET 6% pupuk urea 240 ppm P8 MET 6% pupuk urea 300 ppm P9 MET 6% pupuk urea 360 ppm P10 air laut Perhitungan Pertumbuhan Populasi Spirulina sp. Pertumbuhan  populasi  dihitung  dengan cara  menghitung  jumlah  unit  (sinusoid) Spirulina sp. dengan menggunakan
Sedgewick  Raffter dan Handtally  Counter untuk memudahkan
perhitungan.
Pengamatan pertumbuhan dilakukan setelah  24  jam  penebaran  awal  setiap hari. Perhitungan dilakukan dengan rumus (Isnasetyo dan Kurniastuti, 1995) : N=   1000 x n 3,14 (d/2) 2
Keterangan: N = Kepadatan S. platensis (unit/ ml) d = Diameter bidang pandang (mm) n  =  Jumlah  rata-rata S.  platensis per bidang pandang (unit/ ml)
Parameter Penelitian Parameter  utama  dalam  penelitian  ini adalah pertumbuhan Spirulina sp. Parameter  pendukung  dalam  penelitian adalah  suhu,  pH,  dan  salinitas  media kultur.  Pengukuran  suhu  menggunakan termometer, pengukuran pH
menggunakan pH indokator, dan pengukuran salinitas menggunakan refraktometer.
Analisa Data
Data  yang  diperoleh  dianalisa
dengan menggunakan ANOVA. Jika terdapat pengaruh penambahan
kombinasi  MET  dan  pupuk  urea  terhadap pertumbuhan  sel Spirulina sp.,  maka dilanjutkan  dengan Tukey’s  pada  taraf kepercayaan 95% (α=0,05).

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
A B
Gambar  2. A)  pengamatan  parameter lingkungan,  B)  kultur  Spirulina  pada beberapa media perlakuan.
Hasil pengamatan
berupa penghitungan  pertumbuhan Spirulina sp. yang dihitung selama selama sepuluh hari dapat dilihat pada grafik berikut.
Gambar 3. Grafik pertumbuhan Spirulina sp. pada media perlakuan.
Grafik  populasi Spirulina sp.  dalam penelitian ini memiliki 4 fase perkembangan sebagaimana kultur fitoplankton yaitu fase adaptasi, eksponensial,  stasioner  dan  kematian. Fase  adaptasi  berlangsung  singkat  yaitu antara  hari  pemasukan  inokulan  sampai hari pertama.
Fase eksponensial pada masing- masing perlakuan terjadi pada waktu yang berbeda-beda.  Pada  perlakuan  P6  dan P10  memiliki  fase  eksponensial  di  hari  ke tiga,  perlakuan  P8  pada  hari  keempat, perlakuan  P3  dan  P9  terjadi  pada  hari kelima,  P2,  P4,  P5,  dan  P7  terjadi  pada jari  keenam,  dan  perlakuan  P1  terjadi pada  hari  ketujuh.  Menurut  Prihantini (2007) pada fase eksponensial ini ketersediaan unsur nitrogen dalam medium cukup besar sehingga memungkinkan biosintesis dan
metabolisme sel cepat yang menyebabkan terjadi  puncak  pertumbuhan.  Populasi terbaik  diperoleh  oleh  perlakuan  P1 dengan  kepadatan  sel  19,53  X  10 3
sinusoid/ml.
Fase  stasioner  tidak  terlihat  jelas, karena setelah mengalami puncak
populasi, perlakuan mengalami fase
kematian. Hal ini disebabkan karena pada penelitian ini pengamatan dilakukan selama  24  jam  sekali  (Prihantini dkk , 2005).  Fase  ini  akan  tampak  lebih  jelas apabila  dilakukan  pengamatan  penelitian setiap  6  jam/12  jam  sekali  (Surya,  2010). Selain  itu  tingginya  kepadatan Spirulina sp.  serta  adanya  proses  metabolisme  sel juga seperti yang terdapat pada perlakuan P1,  menyebabkan  terjadinya  akumulasi senyawa hasil metabolisme dalam konsentrasi tinggi sehingga dapat meningkatkan  mortalitas Spirulina sp. (Prihantini, 2005). Hasil anasis ANOVA setelah pemberian  kombinasi  konsentrasi  MET (Media  Ekstrak  Tauge)  dengan  pupuk urea  menunjukkan  adanya  pengaruh (p>0,05)  terhadap  pertumbuhan Spirulina sp.  Hal  ini  dikarenakan  pertumbuhan  dan perkembangan Spirulina sp.  dipengaruhi oleh  ketersediaan  nutrien  dalam  jumlah yang  optimal  pada  media  kultur  (Hilman dan Zainal, 1997).
MET mengandung nutrien anorganik  seperti  K,  P,  Ca,  Mg,  Na,  Fe, Zn,  Mn,  dan  Cu.  Nutrien  anorganik  yang tergolong  makronutrien,  yaitu  K,  P,  Ca, Mg,  dan  Na  dibutuhkan  oleh  sel Spirulina sp.  sebagai  komponen  penyusun  sel. Mikronutrien  seperti  Fe,  Zn,  Mn,  dan  Cu dibutuhkan  oleh  sel  baik  sebagai  kofaktor enzim, maupun sebagai komponen pembentuk  klorofil.  Penambahan  pupuk Urea pada media kultur memberikan unsur nitrogen diperlukan dalam proses pembentukan klorofil, fotosintesis,  protein, lemak  dan  persenyawaan  organik  lainnya (Salundik, 2006).
Tabel 2. Output Software
Sumber variasi DF F P pupuk 9 2,77 0,007 Error 80 Total 89 Sementara  pada  uji  beda  nyata Tukey’s  menunjukkan  adanya  perbedaan yang nyata pada masing-masing
perlakuan  kecuali  pada  perlakuan  P1 dengan P10 sebagaimana tabel berikut.
Tabel 3. Hasil uji Tukey’s pada pemberian
pupuk P1 hingga P10 terhadap pertumbuhan Spirulina sp.  huruf  (a)
menyetakan berbeda nyata.
Pupuk Respon P1 dengan P2 a P1 dengan P3 a P1 dengan P4 A P1 dengan P5 A P1 dengan P6 A P1 dengan P7 A P1 dengan P8 A P1 dengan P9 A P1 dengan P10 B P2 dengan P3 A P2 dengan P4 A P2 dengan P5 A P2 dengan P6 A P2 dengan P7 A P2 dengan P8 A P2 dengan P9 A P2 dengan P10 A P3 dengan P4 A P3 dengan P5 A P3 dengan P6 A P3 dengan P7 A P3 dengan P8 A Pupuk Respon P3 dengan P9 a P3 dengan P10 a P4 dengan P5 a P4 dengan P6 a P4 dengan P7 a P4 dengan P8 a P4 dengan P9 a P4 dengan P10 a P5 dengan P6 a P5 dengan P7 a P5 dengan P8 a P5 dengan P9 a P5 dengan P10 a P6 dengan P7 a P6 dengan P8 a P6 dengan P9 a P6 dengan P10 a P7 dengan P8 a P7 dengan P9 a P7 dengan a
P10 P8 dengan P9 a P8 dengan P10 a P9 dengan P10 a
Spirulina sp.  yang  ditumbuhkan  pada konsentrasi  MET  4%  dan  6%  yang dikombinasikan  dnegan  pupuk  urea  80 ppm, 100 ppm, maupun 120 ppm memiliki kepadatan  sel  yang  lebih  rendah.  Hal tersebut dapat disebabkan karena pengaruh  laju  penyerapan  nutrien  yang semakin  besar,  sehingga  nutrien  di  dalam sel berlebih. Menurut Lewin (1962) bahwa, kelebihan  nutrien  tertentu  seperti  Cu  dan Mn  yang  ada  pada  pupuk  MET  dapat mengganggu  metabolisme  sel.  Kadar  Cu yang  tinggi  dapat  mengganggu  transpor elektron  pada  proses  fotosintesis.  Kadar Cu  tersebut  kemungkinan  mempengaruhi pembentukan  NADPH  yang  dibutuhkan untuk mereduksi CO 2 pada siklus Calvin.
Hal  yang  sama  juga  terjadi  pada penambahan  pupuk  Urea  pada  media kultur Spirulina sp. dengan dosis 100 ppm dan  120  ppm  yang  dikombinasikan dengan  MET  2%,  4%,  6%  dan  dosis  urea 80 ppm yang dikombinasikan dengan MET 4% dan 6% menunjukkan adanya kepadatan  sel  yang  rendah,  karena  unsur nitrogen  yang  terdapat  pada  pupuk  urea mudah larut. Hal ini menyebabkan penyerapan  unsur  tersebut  dalam  dosis yang  tinggi  (seperti  100  ppm  dan  120 ppm)  menjadi  berlebihan  konsentrasinya di  dalam  sel Spirulina sp.  Sehingga menjadi  racun  dalam  tubuh Spirulina sp. serta  dapat  dilihat  pula  pada  kepadatan sel Spirulina sp. yang rendah.
Sebaliknya, kepadatan sel Spirulina sp. pada media yang ditambahkan MET 2% dan pupuk urea 80 ppm  memiliki  kepadatan  sel  yang  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  pupuk  yang lain.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa pada  konsentrasi  tersebut  kelengkapan nutrien di dalam MET 2% dan pupuk urea 80 ppm mendukung pertumbuahn Spirulina sp.  sementara  pada  media perlakuan yang tanpa ditambahkan nutrien
(pupuk) yaitu pada P10 hanya mengandung  beberapa  mineral  yang jumlahnya  juga  sedikit  sehingga Spirulina sp.  yang  diinokulasikan  ke  padam  media kultur  air  laut  mengalami  fase  kematian yang  lebih  cepat  dibandingkan  dengan pupuk  P1  hingga  P9,  yaitu  pada  hari keempat.

## 4.  SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  ini,  dapat disimpulkan  bahwa  kombinasi  konsentrasi MET  dengan  pupuk  urea  berpengaruh terhadap  kepadatan  sel Spirulina sp. setelah  diuji  dengan  ANOVA  (p>  0,05). Kombinasi konsentrasi MET dengan pupuk  urea  yang  dapat  menghasilkan kepadatan sel tertinggi yaitu pada perlakuan  P1  (2%  MET  dengan  80  ppm urea)  dengan  kepadatan  sel  19,53  x  10 3 sinusoid/ml.
Sebaiknya  dilakukan  pengujian  lanjut terhadap  kadar  protein Spirulina sp.  yang dikultur  dalam  media  kombinasi  MET  dan pupuk  urea,  untuk  mengetahui  kadar protein  yang  dihasilkan.  Sehingga  pupuk kombinasi  MET  dengan  urea  tersebut dapat  diaplikasikan  dalam  kultur Spirulina sp.secara masal untuk produksi protein sel tunggal (PST).

## DAFTAR PUSTAKA
Syarwani, Much. 2008. Pembuatan Protein Sel Tunggal dari Aspergillus oryzae yang diperkaya dengan Mineral Ca dan
P. Jurnal Teknologi Separasi Vol. 1 No. 2 hal. 182
Susanna,  et  al,.  2007.  Pemanfaatan Spirulina platensis. Jurnal Saintek Perikanan Vol. 4, No. 2 hal. 53-54
Promya,  dkk,  2008.  Phytoremediaton  of Kitchen  Wastewater  by  Spirulina
platensis (Nordstedt) Geiteler: Pigment content, Production Variable  Cost  and  Nutritional Value. Maejo International Journal of Science and
Technology.
http://www.mijst.mju.ac.th.  2(02), 159-171
Danish  Institute  For  Food  and  Veterinary research  .  2004. Danish  Food Copotition . Diakses dari http://foodcop.dk/fcbd.det pada 28 Juni 2012 Pukul 08.00 WIB
Anonim. 2009. Urea . Diakses dari http://www.pupukkaltim.com pada 02 September 2012 pukul 08.30 WIB
Prihantini,  Nining  Betawi et  al .,  2005.
Pertumbuhan
Chlorella spp. dalam  Medium  Ekstrak  Tauge (MET)  dengan  Variasi  pH  Awal. Makara Sains Vol. 9, No. 1 hal. 1
Isnansetyo,  A  dan  Kurniastuty.  1995.
Teknik  Kultur  Phytoplankton  dan Zooplankton .Kanisius.Yogyakarta . hal. 34-85.
Salundik dan Simamora, S. 2006. Meningkatkan  Kualitas  Kompos . Agromedia Pustaka. Jakarta. hal.10.
W.  Weissner,  Inorganic  micronutrient.
Dalam :  Lewin,  R.A.  (ed.).  1962. Physiology  and  biochemistry  of algae .
University  of  California  Press,  California, 1962, 267--284.