## PRODUKTIVITAS MINYAK DAN KANDUNGAN
ASAM LEMAK Thalassiosira sp. YANG DIKULTIVASI DENGAN MAKRONUTRIEN PUPUK

## Rosmaya Dewi
STIKes Bakti Tunas Husada, Jl. Cilolohan No. 36 Kota Tasikmalaya 46115
E-mail:rosmayadewi@stikes-bth.ac.id.
Diterima: 11 April 2017. Disetujui: 23 Juli 2017. Dipublikasikan: 30 Juli 2017
Abstract: Previous study showed that the diatom Thalassiosira sp. was potential as a source of  biodiesel  fuel  from  lipids  (oils).  To  determine  biomass  productivity  as  well  as  oil productivity  in  large-scale  outdoor  photobioreactors,  the  present  study  investigated  the biomass  production  and  optimization  of  growth  macronutriens  medium  composition  from fertilizers. The  oils  were  extracted  in  chloroform:  methanol  (1:1)  and  analyzed  by  the  GC- FID  method.  The  results  showed  that  the  best  medium  composition  to  grow  algal  cells contained  fertilizers  of  TSP-36  and  Si-P-(PG)  with  a  final  concentration  of  each  10  mg/L with the highest cell density was 3.00 × 10 6 cells/mL and 4.90 × 10 6 cells/mL, respectively. The  average  of  biomass  productivity  as  wel  as  and  oil  productivity  of Thalassiosira sp. cultivated in the outdoor photobioreaktors was 0.08 g/L culture/d and 22.50 µL/L culture/d, respectively. Thalassiosira sp. oil contained fatty acids of 0.30 mg/g capric acid (C10:0), 0.18 mg/g  lauric acid  (C12:0), 0.23  mg/g  palmitic acid  (C16:0),  0.50  mg/g  stearic  acid  (C18:0), and 0.52 mg/g oleic acid (C18:1).
Keywords: Thalassiosira sp.; fertilizer; large-scale outdoor photobioreactor; oil; fatty acid.
Abstrak: Pada penelitian terdahulu menunjukkan bahwa diatom Thalassiosira sp. berpotensi sebagai  sumber  penghasil  bahan  bakar  biodiesel  dari  lipid  (minyak).  Untuk  menentukan produktivitas  biomassa  dan  minyak  skala  besar  di  luar  ruang,  Pada  penelitian  ini  diteliti produktivitas  biomassa  dan  optimalisasi  komposisi  medium  pertumbuhan  dari  pupuk. Minyak diekstraksi dalam kloroform:methanol (1:1) dan dianalisis dengan metode GC-FID. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  komposisi  medium  pertumbuhan  alga  terbaik mengandung TSP-36 10 mg/L dan Si-P-(PG) 10 mg/L kultur dengan kerapatan sel tertinggi adalah  3,00×10 6 sel/mL  dan  4,90×10 6 sel/m.  Produktivitas  biomassa  rata-rata  dan produktivitas  minyak  dari Thalassiosira sp.  yang  dikultivasi  di  luar  ruang  berturut-turut adalah  0,08  g/L  kultur/hari  dan  22,50  µL/L  kultur/hari.  Minyak Thalassiosira sp. mengandung  asam  lemak  yaitu  asam  kaprat  (C10:0)  0,30  mg/g,  asam  laurat  (C12:0)  0,18 mg/g,  asam  palmitat  (C16:0)  0,23  mg/g,  asam  stearat  (C18:0)  0,50  mg/g,  dan  asam  oleat (C18:1) 0,52 mg/g.
Kata  kunci: Thalassiosira sp.;  pupuk;  fotobioreaktor  skala  besar  di  luar  ruang;  minyak; asam lemak.

## PENDAHULUAN
Energi  dari  sumber  yang  dapat diperbaharui sangat penting  seiring dengan  meningkatnya  kebutuhan  energi, keterbatasan  sumber  energi  dari  fosil serta  dampak  negatif  sumber  energi  dari fosil  terhadap  lingkungan.  Menurut proyeksi Badan Energi Dunia ( International Energy Agency -IEA), hingga  2030  permintaan  energi  dunia meningkat  sebesar  45%  atau  rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6% per tahun.  Sebagaian  besar  atau  sekitar  80% kebutuhan  energi  dunia  tersebut  dipasok dari  bahan  bakar  fosil  (Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2011).
Gambar 1. Suplai Utama Energi Dunia (Sumber: The International Energy Agency -IEA,
2013)
Bahan bakar fosil memberikan dampak  negatif  terhadap  lingkungan. Pada Gambar 2 dan Gambar 3 menunjukkan  bahwa  sebagian  besar  gas rumah  kaca  terutama  CO 2 berasal  dari penggunaan  energi  fosil.  Sejak  1870, emisi CO 2 meningkat signifikan.
Gambar 2 Kontribusi Emisi Gas Rumah Kaca (Sumber: The International Energy Agency -IEA, 2013)
Gambar 3 Kecenderungan Emisi Gas CO 2 dari Pembakaran Bahan Bakar Fosil ( Sumber: The International Energy Agency -IEA, 2013)
Berdasarkan  hal  tersebut,  diperlukan alternatif  sumber  energi  yang  dapat menggantikan  bahan  bakar  fosil  serta aman  bagi  lingkungan.  Salah  satu alternatif  sumber  energi  tersebut  adalah mikroalga. Mikroalga merupakan mikroorganisme fotosintetik. Dalam pencarian sumber daya terbarukan, mikroalga  semakin  mendapat  perhatian karena  laju  pertumbuhan  tinggi,  fiksasi CO 2 tinggi  dan  tidak  memerlukan  area
86% 82% 14% 18% 0 2 4 6 8 10 12 14 1971 2011 Gtoe Tahun Proses industri; 6% Pertanian; 8% Sampah; 3% CO 2 , 93% CH 4 , 0% N 2 O, 1% Energi, 83% 0 5 10 15 20 25 30 35 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 GtCO 2 Tahun
pertumbuhan tanah yang subur (Schamphelaire  dan  Verstraete,  2009). Mikroalga  dapat  menjadi  pilihan  karena memiliki  kandungan  minyak  yang  dapat dikonversi menjadi biodiesel.
Tabel 1 Perbandingan Mikroalga dengan Bahan Baku Biodiesel Lain Sumber tanaman Kandungan minyak (% berat kering) Produk- tivitas minyak (L/ha tahun) Produk- tivitas biodiesel (Kg/ha tahun) Jagung Rami Kedelai Jaropha Camelina Canola Bunga matahari Castor Minyak palm Mikroalga (kandungan minyak rendah) Mikroalga
(kandungan
minyak sedang) Mikroalga (kandungan minyak tinggi) 44 33 18 28 42 41 40 48 36 30 50 70
1172 3363 6636 7741 9915 9974 11070 11307 55366 558.700
9 997.800 1 136.900
152 321 562 656 809 862 946 1156 4747 51.927 86.515
121.104 (Sumber: Mata dkk., 2010)
Pada  penelitian  ini,  mikroalga  yang digunakan  adalah  diatom Thalassiosira sp.  yang  merupakan  mikroalga  laut tropis.  Oleh  karena  itu,  sebagai  negara beriklim  tropis,  Indonesia  memiliki potensi yang besar untuk mengembangkan  energi  alternatif  dari mikroalga  ini  karena  memiliki  garis
pantai  yang  panjang  dan  jumlah  pulau- pulau kecil yang banyak.
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi  pertumbuhan  mikroalga yaitu  intensitas  cahaya,  medium,  aerasi, suhu, pH dan salinitas. Untuk produksi di dalam ruang dengan skala kecil, biasanya digunakan medium Walne yang memiliki komposisi  lengkap  dan  sumber  cahaya berasal  dari  lampu  TL.  Namun,  medium Walne  tidak  cocok  untuk  produksi  skala besar  karena  harganya  mahal.  Pada penelitian  ini,  produksi  mikroalga  dalam skala besar diteliti dengan memanfaatkan sumber cahaya matahari dan menggunakan medium pertumbuhan dengan  makronutrien  dari  pupuk  yang jauh lebih murah.

## METODE

## Penyiapan Kultivasi Mikroalga
Inokulum  mikroalga Thalassiosira sp.  diperoleh  dari  laboratorum  biokimia, jurusan  kimia  FMIPA  Institut  Teknologi Bandung.  Medium  Walne  dan  medium dengan makronutrien dari pupuk disterilisasi  dengan  cara  diautoklaf  pada 121 o C tekanan 15 psi.  Sterilisasi air laut untuk kultivasi di dalam ruang dilakukan dengan penyaringan menggunakan kertas saring  dan  diautoklaf  pada  121 o C tekanan  15  psi.  Adapun  air  laut  untuk kultivasi di luar ruang disaring
menggunakan  saringan  yang  terbuat  dari lapisan  busa,  batu,  dan  kerikil  kemudian
air laut dimasukkan ke dalam fotobioreaktor,  diaerasi,  ditambahkan
NaOCl  5,25%  sebanyak  1  mL/L  air  laut
[dan dibiarkan selama 24 jam.
Selanjutnya  dinetralkan  dengan  Na 2 S 2 O 3 25%  sebanyak  0,25mL/L  air  laut  selama 24 jam.
Optimasi Medium dengan Makronutrien dari Pupuk Optimasi komposisi medium pertumbuhan mikroalga dilakukan terhadap  makronutrien  yang  berasal  dari campuran  pupuk  seperti  TSP-36  sebagai sumber  fosfor  dan  Si-P-(PG)  sebagai sumber silikon.
Optimasi  pertumbuhan  sel  dilakukan dengan menggunakan fotobioreaktor dalam  ruang  pada  kondisi  intensitas cahaya  13,50  μmol  m -2 s -1 ,  fotoperiode terang gelap 24:0. dan salinitas air laut 30 ppt  (tanpa  pengenceran).  Pada  uji kelayakan  medium  pupuk  dan  medium Walne,  sel  ditumbuhkan  pada  kondisi pertumbuhan salinitas 30 ppt, fotoperiode terang  gelap  24:0,  dan  intensitas  cahaya 13,50  μmol  m -2 s -1 .  Data  diolah  dengan menggunakan  analisis  varian  satu  arah (ANOVA, P <0,05) untuk  menentukan signifikansi perbedaan komposisi medium,  dan F-test  two  sample  for
variance ( P <0,05)  untuk  menentukan signifikansi  perbedaan  antara  medium pupuk dan medium Walne.
Kultivasi
Dalam Fotobioreaktor
Kapasitas 17 L di Luar Ruang
Sebelum  dikultivasi  di  luar  ruang, inokulum  diaktivasi  di  dalam  ruang dalam  3  buah  botol    I  L  dengan  volume kultur masing-masing botol yaitu 900 mL Kultivasi  skala  besar  di  luar  ruang menggunakan medium dengan makronutrien dari pupuk dicoba dengan 1 kali  (dari  8  L  ke  17  L)  pembesaran volume  kultur  dan  2  kali  (dari  8  L,  lalu 12  L,  dan  terakhir  ke  17  L)  pembesaran volume  kultur..    Produksi  biomassa Thalassiosira sp.  dilakukan  di  dalam fotobioreaktor  dengan  kapasitas  17  L  di luar ruang. Perubahan intensitas matahari harian  dimonitor  setiap  jam  dari  06:00 hingga 18:00. Pemanenan alga dilakukan pada  saat  kultur  telah  memasuki  fase stasioner  dengan  menggunakan  saringan kain katun masini.

## Ekstraksi Minyak dari Mikroalga
Biomassa  basah  disuspensi  dalam kloroform/methanol  (1:1  v/v),  disonikasi selama 15 menit (1 menit hidup, 30 detik mati)  pada  frekuesni  50  Hz  dan diekstraksi  soxhlet  dengan  pelarut  yang sama  pada  80 o C  selama  24  jam
(tergantung jumlah biomassa yang diekstrak) . Setelah  ekstraksi  selesai, pelarut  dipisahkan  dengan  alat rotary evaporator .        Produktivitas  minyak dihitung dengan persamaan berikut:
(Nurachman, 2012)
Analisis  Jenis  Asam  Lemak  dalam Minyak
Sebelum dianalisis, minyak
Thalassiosira sp. dipreparasi dengan cara dihidrolisis dan metilasi. Untuk mengetahui  jenis  asam  lemak  dalam minyak, digunakan alat  kromatografi  gas (GC)  dengan flame  ionization  detector (FID). Suhu injektor, kolom dan detektor berturut-turut  adalah  250,  230,  dan  260 o C.  Waktu  analisis  70  menit  dan  volume injeksi 1 µL.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pertumbuhan  Thalassiosira  sp.  pada Medium  dengan  Makronutrien  dari Pupuk
Media  pertumbuhan  mikroalga  harus mengandung unsur-unsur anorganik yang mendukung pertumbuhan sel alga.
Makronutrien  utama  untuk  pertumbuhan mikroalga adalah nitrogen (N), fosfor (P), dan  untuk  jenis  diatom  memerlukan silikon (Si). Kebutuhan nutrien minimum
bisa  diperkirakan  dengan  menggunakan rumus molekul biomassa mikroalga yaitu CO 0.48 H 1.83 N 0.11 P 0.01 (Chisti, 2007). Secara  umum,  konsentrasi  sel  dalam kultur  mikroalga  lebih  tinggi  daripada  di alam  sehingga  harus  diperkaya  dengan nutrien.
Mikroalga  laut Thalassiosira sp. merupakan mikroalga dari kelas Bacillariophyceae  (diatom).  (Wolkers dkk.,  2011).  Oleh  karena  itu,  dalam pertumbuhannya memerlukan makronutrien  nitrogen  (N),  pospor  (P) dan  silikon  (Si).  Dalam  penelitian  ini dilakukan  percobaan  terhadap  medium dengan  makronutrien  dari  pupuk  yang terdiri  dari    pupuk  urea,  pupuk  TSP-36, pupuk  Si-P-(PG),  FeCl 3 ,  dan  Na 2 EDTA untuk memperoleh medium pertumbuhan yang murah,
Pada  kondisi  intensitas  cahaya  13,5
µmol m –2 s –1 dan fotoperiode terang:gelap  24:0,  sel Thalassiosira sp.
mengalami fase pertumbuhan eksponensial dari hari ke-0 s.d. ke-8 baik dalam    medium  dengan  makronutrien dari  pupuk  maupun  medium  Walne (Gambar  4(a)).  Pada  fase  ini,  mikroalga yang dikultivasi akan mengalami pertambahan  biomassa  secara  cepat. Struktur  sel  masih  berada  pada  kondisi normal dan  secara  nutrien  terjadi keseimbangan  antara  nutrien  dalam
media  dan  kandungan  nutrien  dalam  sel. Umumnya  pada  fase  akhir  eksponensial, kandungan  protein  dalam  sel  sangat tinggi (Kawaroe dkk., 2010).
Kerapatan sel tertinggi dalam medium dengan makronutrien dari pupuk
adalah  3,00  ×  10 6 sel/mL  dengan  laju pertumbuhan  spesifik  0,25  per  hari sedangkan dalam medium Walne kerapatan  sel  tertinggi  adalah  3,75  ×  10 6 sel/mL dengan laju pertumbuhan spesifik 0,17 per hari.
(a) (b) (C)
Gambar 4 . Kurva pertumbuhan Thalassiosira sp. dalam medium Walne dan makronutrien dari pupuk dengan intensitas cahaya 13,5 µmol m –2 s –1 dan fotoperiode terang:gelap 24:0 (a).  Kurva pertumbuhan Thalassiosira sp. dalam berbagai konsentrasi pupuk TSP-36 dan Si-P-(PG) masing-masing ditunjukkan pada (b) dan (c).
0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8 10 12 Ke ra pa tan se l (10 6 se l/ mL ) Lama pertumbuhan (hari) Medium Pupuk Medium Walne 0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8 10 12 14 Ke ra pa tan se l (10 6 se l/ mL ) Lama pertumbuhan (hari) 5 mg TSP-36/L 10 mg TSP-36/L 50 mg TSP-36/L 0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8 10 Ke ra pa tan se l (10 6 se l/ mL ) Lama pertumbuhan (hari) 5 mg Si-P-(PG)/L 10 mg Si-P-(PG)/L 50 mg Si-P-(PG)/L
Perbedaan pertumbuhan dalam medium  Walne  dan  medium  pupuk dianalisis dengan menggunakan uji F-test two  sample  for  variance pada  tingkat kepercayaan  95%  menunjukkan  nilai F hitung 1,85  (lebih  rendah  daripada F kritis 3,18) yang mengindikasikan pertumbuhan  tidak  berbeda  signifikan baik dalam medium dengan makronutrien dari  pupuk  maupun  dalam  medium Walne.
Optimasi komposisi medium pertumbuhan mikroalga dilakukan erhadap  makronutrien  yang  berasal  dari campuran  pupuk  seperti  TSP-36  sebagai sumber  fosfor  dan  Si-P-(PG)  sebagai sumber  silikon.  Adapun  konsentrasi pupuk  urea,  FeCl 3 ,  dan  Na 2 EDTA menggunakan  konsentrasi  dalam  jurnal Nurachman,  dkk.  (2012)  masing-masing 300 mg/L, 70 mg/L dan 6 mg/L medium.
Kandungan  utama  pupuk  TSP-36 yang  mengandung  36%  P 2 O 5 cukup untuk  menjadi  sumber  makronutrien fosfor  (P)  bagi  pertumbuhan  mikroalga. Fosfor  diperlukan  dalam    pembentukan ATP. konsentrasi pupuk TSP-36 ditunjukkan  pada  Gambar  4(b).  Pola pertumbuhan Thalassiosira sp.  dalam medium yang mengandung 10 mg dan 50 mg TSP-36/L kultur hampir sama.
Namun,  pola  pertumbuhan  alga dalam  medium  yang  mengandung  5  mg
TSP-36/L  berbeda,  khususnya  setelah hari  kelima.  Perbedaan  ketiga  variasi komposisi TSP-36 dianalisis berdasarkan ANOVA  dengan  tingkat  kepercayaan 95%  menghasilkan  nilai F hitung sebesar 0,54  yang  lebih  rendah  daripada  nilai F tabel sebesar  3,26.  Ini  mengindikasikan tidak  ada  perbedaan  signifikan  antara  3 variasi  TSP-36  yang  diujicobakan.  Oleh karena itu, dari ketiga variasi konsentrasi TSP-36  yang  diteliti  tersebut,  medium yang  mengandung  pupuk  10  mg  TSP- 36/L dipilih untuk percobaan selanjutnya karena menghasilkan kerapatan sel tinggi.  Kerapatan  sel  tertinggi  dalam medium  yang  mengandung  10  mg  TSP- 36/L  pada  hari  ke-9  adalah  3,71  ×  10 6 sel/mL dengan laju pertumbuhan spesifik 0,16 per hari.
Mikroalga jenis diatom seperti Thalassiosira sp.  memiliki  dinding  sel yang  terbuat  dari  silika  sehingga  dalam medium  pertumbuhannya  memerlukan makronutrien silikon (Si). Pada penelitian ini,  sumber  Si  berasal  dari  pupuk  Si-P- (PG)  yang  mengandung  36 – 42%  SiO 2 . Pertumbuhan Thalassiosira sp.  dalam medium dengan berbagai variasi konsentrasi pupuk Si-P-(PG) ditunjukkan pada Gambar 1c. Pertumbuhan Thalassiosira sp.  dalam  medium  yang mengandung  10  dan  50  mg  Si-P-(PG)/L adalah  mirip.  Namun,  pertumbuhan  sel
dalam  medium  yang  mengandung  5  mg Si-P-(PG)/L  setelah  hari  kedua  berbeda. Perbedaan ketiga variasi komposisi Si-P- (PG)  dianalisis  berdasarkan  ANOVA dengan tingkat kepercayaan 95% menghasilkan  nilai F hitung sebesar  2,74 yang  lebih  rendah  daripada  nilai F tabel sebesar  3,35.  Ini  mengindikasikan  tidak ada perbedaan signifikan antara 3 variasi Si-P-(PG)  yang  diujicobakan.  Jadi,  dari ketiga variasi konsentrasi Si-P-(PG) yang diteliti tersebut, medium yang mengandung  pupuk  10  mg  Si-P-(PG)/L dipilih  untuk  percobaan  selanjutnya karena menghasilkan kerapatan sel tinggi.  Kerapatan  sel  tertinggi  dalam medium  yang  mengandung  10  mg  Si-P- (PG)/L  pada  hari  ke-7  adalah  3,95  ×  10 6 sel/mL dengan laju pertumbuhan spesifik 0,02 per hari.
Berdasarkan hasil percobaan optimasi  konsentrasi  makronutrien  dari pupuk, komposisi medium yang digunakan  untuk  produksi  biomassa Thalassiosira sp.  dalam  skala  besar terdiri  dari  urea  25  mg,  TSP-36  10  mg, Si-P-(PG)  10  mg,  FeCl 3 6  mg,  dan Na 2 EDTA 70 mg dalam satu liter air laut. Perbandingan  komposisi  N:P:Si  adalah 11,67:1,96:1,82 atau 6:1:1. Biaya per liter kultur  untuk  medium  dari  pupuk  adalah
Rp.  19,41  (TSP-36  Rp.  2.700/kg,  Si-P- (PG)  Rp.  2.000/kg,  urea  Rp.  7.500/kg, Na 2 EDTA  teknis  Rp.  110.000/kg,  FeCl 3 Rp.  1.914.000/kg)    dan  medium  Walne Rp. 591,00 (Nurachman, 2012). Sehingga dapat mengurangi 96,72  %  biaya produksi.
Pertumbuhan  Thalassiosira  sp.  pada Kultivasi  dengan  Pembesaran  Volume
Kultur di Luar Ruang
Indonesia disinari matahari sepanjang tahun selama ± 12 jam per hari atau  fotoperiode  di  Indonesia  selama setahun  adalah  ±  4.380  jam.  Sinar matahari  di  Indonesia  mencukupi  untuk kebutuhan  kultivasi  mikroalga  (Kawaroe dkk.,  2010).  Cahaya  yang  digunakan untuk  proses  fotosintetik  dapat  berupa cahaya  sintetik  atau  cahaya  matahari (sekitar  1500–2500  W/m 2 )  (Hadiyanto dkk., 2010).
Kultivasi  mikroalga  dalam  skala besar  di  luar  ruang  memiliki  banyak tantangan seperti kontaminan dan intensitas  matahari  yang  fluktuatif.  Oleh karena  itu,  diperlukan  desain  proses kultivasi  agar  mikroalga  dapat  tumbuh dengan  baik.  Dalam  penelitian  ini, kultivasi  mikroalga  dilakukan  dengan  1 kali  pembesaran  dan  2  kali  pembesaran volume kultur (Gambar 5.a).
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 5. Kerapatan sel Thalassiosira sp. dan intensitas cahaya matahari dengan desain kultivasi 1 kali pembesaran (R1) dan 2 kali pembesaran (R2) (a). Kerapatan sel, laju pertumbuhan spesifik dan intensitas cahaya matahari pada periode 1, 2, dan 3 masing-masing ditunjukkan pada (b), (c), dan (d)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 In te n si ta s ca h ay a ma ta h ari (µ mo l m –2 s –1 ) K er ap at an se l (1 0 6 se l/ ml ) Lama pertumbuhan (hari) Kerapatan sel pada 1 kali (dari 8 L ke 17 L) pembesaran volume kultur Kerapatan sel pada 2 kali (dari 8 L, lalu 12 L dan terakhir ke 17 L) pembesaran volume kultur
Intensitas cahaya matahari per jam Intensitas cahaya matahari rata-rata -250 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 In te n si ta s ca h ay a mat ah ar i (µ mo l m –2 s –1 ) K er ap at an se l (1 0 6 se l/ ml ) d an l aj u p er tu mb u h an sp esi fi k / h ar i Lama pertumbuhan (hari) Kerapatan sel (dari volume 8 L, lalu 12 L, terakhir ke 17 L) Laju pertumbuhan spesifik (dari volume 8L, lalu 12 L, terakhir ke 17 L) Intensitas cahaya matahari per jam Intensitas cahaya matahari rata-rata -160 0 160 320 480 640 800 960 1120 1280 1440 1600 1760 1920 2080 2240 -0,4 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
In te n si ta s ca h ay a mat ah ar i (µ mo l m –2 s –1 ) K er ap at an se l (1 0 6 se l/ ml ) d an l aj u p er tu mb u h an sp esi fi k / h ar i Lama pertumbuhan  (hari)
Laju pertumbuhan spesifik (dari 8 L, lalu 12 L, terakhir ke 17 L)
Laju pertumbuhan spesifik volume 8 L
Intensitas cahaya matahari per jam Intensitas cahaya matahari rata-rata -500 0 500 1000 1500 2000 2500 -0,8 0 0,8 1,6 2,4 3,2 4 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 In te n si ta s ca h ay a mat ah ar i (µ mo l m –2 s –1 ) K er ap at an se l (1 0 6 se l/ ml ) d an la ju p er tu mb u h an sp esi fi k / h ar i
Lama pertumbuhan (hari)
Intensitas cahaya matahari rata-rata Kerapatan sel volume 12 L Laju pertumbuhan spesifik volume 12 L Intensitas cahaya matahari per jam
Produktivitas biomassa pada kultivasi  dengan  2  kali  pembesaran volume  kultur  (dari  8  L,  lalu  12  L,  dan terakhir  ke  17  L)  adalah  0,10  g/L kultur/hari dengan kerapatan sel tertinggi pada  hari  ke-8  adalah  2,01  ×  10 6 sel/mL dan  laju  pertumbuhan  spesifik  0,29  per hari. Namun, pada kultivasi dengan 1 kali (dari  8  L  ke  17  L)  pembesaran  volume kultur,  produktivitas  biomassa  yang diperoleh  adalah  0,07  g/L  kultur/hari dengan  kerapatan  sel  tertinggi  pada  hari ke-6  adalah  8,90  ×  10 5 sel/mL  dan  laju pertumbuhan  spesifik  0,15  per  hari (Gambar 5(a)).
Pada kultivasi dengan 1 kali pembesaran volume kultur, kerapatan sel tidak bertambah signifikan dari hari ke-0 hingga  hari  ke-9.  Oleh  karena  itu,  untuk produksi biomassa skala besar menggunakan  kultivasi  dengan  2  kali pembesaran volume kultur.
Produksi Biomassa dan Minyak
Thalassiosira  sp.  dalam  Fotobioreaktor Kapasitas 17 L di Luar Ruang
Dalam penelitian ini, kultivasi Thalassiosira sp. di luar ruang dilakukan dalam  3  periode  yaitu  periode  1  (21-01- 2014 s.d. 30-01-2014), periode 2 (29-01- 2014 s.d. 08-02-2014) dan periode 3 (04- 02-2014  s.d.  11-02-2014).  Pengamatan intensitas  matahari  dilakukan  per  jam
dari  mulai  jam  06.00  s.d.  18.00. Kerapatan sel awal pada kultivasi di luar ruang berkisar antara 6 × 10 5 dan 9 × 10 5 sel/mL.
Pada  periode  1  (Gambar  5  (b)), kerapatan  sel  tertinggi  adalah  2,01  ×  10 6 sel/mL dengan laju pertumbuhan spesifik 0,29  per  hari.  Kerapatan  sel  meningkat hingga  hari  ke-8  namun  tidak  terlalu signifikan. . Hal ini dikarenakan intensitas  cahaya  matahari  relatif  rendah dari  hari  ke-2  s.d.  ke-6  sehingga  laju pertumbuhan spesifik rendah.
Gambar 6. Fotobioreaktor untuk kultivasi skala besar di luar ruang
Pada  hari  ke-7,  intensitas  cahaya matahari  meningkat,  laju  pertumbuhan spesifik  meningkat  sehingga  kerapatan sel  meningkat.  Pada  hari  ke-8,  laju pertumbuhan  spesifik  dan  kerapatan  sel masih  meningkat  meskipun  intensitas cahaya matahari sedikit menurun. Hal ini diperkirakan  karena  dalam  kultur  masih tersedia  nutrien  untuk  pertumbuhan
mikroalga. Pada hari ke-9, laju pertumbuhan  spesifik  dan  kerapatan  sel menurun  signifikan  karena  nutrien  mulai habis  dan  intensitas  cahaya  matahari menurun.
Pada  periode  2  (Gambar  5(c)), kerapatan  sel  cenderung  meningkat hingga  hari  ke-8  kecuali  hari  ke-6. Kerapatan sel tertinggi adalah 3,04 × 10 6
sel/mL dengan laju pertumbuhan spesifik 0,45  per  hari.  Pada  hari  ke-2  dan  ke-3, intensitas  cahaya  matahari  cukup  tinggi dan  nutrien  masih  tersedia  banyak sehingga  pada  awal  kultivasi  dalam volume  17  L  dapat  tumbuh  dengan  baik. Pada hari ke-4 s.d. ke-6, intensitas cahaya matahari rendah sehingga laju pertumbuhan spesifik menurun. Pada hari ke-7 dan ke-8, intensitas cahaya matahari meningkat  sehingga  laju  pertumbuhan spesifik  dan  kerapatan  sel  meningkat. Namun  pada  hari  ke-9  dan  ke-10, intensitas  cahaya  matahari  menurun  dan nutrien  mulai  habis  sehingga  kerapatan sel menurun.
Pada  periode  3  (Gambar  5(d)), kerapatan  sel  tertinggi  adalah  1,20  ×  10 6 sel/mL dengan laju pertumbuhan spesifik 0,40  per  hari.  Kerapatan  sel  hanya mengalami  peningkatan  hingga  hari  ke-3 dan  setelah  itu  mengalami  penurunan. Pada  hari  ke-3,  meskipun  intensitas cahaya  matahari  turun,  namun  kerapatan
sel  bertambah  karena  masih  tersedia banyak  nutrien.  Pada  hari  ke-4  s.d.  ke-6, intensitas cahaya matahari rendah sehingga  laju  pertumbuhan  spesifik  dan kerapatan  sel  rendah.    Pada  hari  ke-7, intensitas cahaya matahari sedikit meningkat  namun  laju  pertumbuhan spesifik  dan  kerapatan  sel  menurun karena nutrien mulai habis.
Berdasarkan  analisis  terhadap  kurva pertumbuhan Thalassiosira sp.  pada periode  1,  2  dan  3  menunjukkan  bahwa intensitas cahaya matahari mempengaruhi laju pertumbuhan spesifik dan  kerapatan  sel  mikroalga.    Pada  saat intensitas  cahaya  matahari  tinggi  dan nutrien  masih  tersedia,  laju  pertumbuhan spesifik  dan  kerapatan  sel  meningkat. Namun  pada  saat  intensitas  cahaya matahari rendah, laju pertumbuhan spesifik pun rendah. Pembelahan sel akan melambat  ketika  nutrisi,  cahaya,  pH, karbondioksida  atau  faktor  fisik  dan kimia  mulai  membatasi  pertumbuhan sehingga  terjadi  penurunan  pertumbuhan (Lavens dan Sorgeloos, 1996).
Produktivitas biomassa yang diperoleh  dari  kultivasi Thalassiosira sp. pada  periode  1,  2  dan  3  berturut-turut adalah  0,10,  0,05,  dan  0,09  g/L kultur/hari  dengan  nilai  produktivitas biomassa  rata-rata  selama  3  periode kultivasi  adalah  0,08  g/L  kultur/hari.
Pada  periode  2,  kerapatan  sel  tinggi namun  produktivitas  biomassa  rendah karena  pada  saat  pemanenan  banyak  sel yang  lolos  dari  saringan  kain  katun masini.
Produktivitas minyak mikroalga Thalassiosira sp.  yang dikultivasi  di luar ruang  dengan  makronutrien  dari  pupuk adalah  22,50  µL/L  kultur/hari  (Gambar 7). Nilai produktivitas minyak bergantung pada biomassa yang dihasilkan  dan  pada  kultivasi  di  luar ruang,  perolehan  biomassa  bergantung pada  intensitas  cahaya  matahari  selama kultivasi.
Gambar 7. Minyak Thalassiosira sp.
Asam Lemak Penyusun Minyak Thalassiosira sp.
Biomassa  mikroalga  mengandung  3 komponen  utama  yaitu  karbohidrat, protein  dan  lipid/minyak.  Enzim  yang mengkatalisis tahapan kunci dalam sintesis  minyak  mikroalga  adalah  asetil Co-A  karboksilase  (ACCase)  (Sheehan dkk., 1998).
Mikroalga  laut Thalassiosira sp. merupakan mikroalga dari kelas Bacillariophyceae (diatom). Diatom memiliki  kerangka  yang  tersusun  dari silika  dan  memproduksi  minyak  yang disimpan  dalam  sel.  Diatom  dapat mengatur  daya  apungnya  dalam  air dengan memvariasikan kandungan minyak  (Wolkers  dkk.,  2011). Minyak Thalassiosira sp.  dari  kultivasi  di  luar ruang  dengan  makronutrien  dari  pupuk kemudian  diubah  menjadi fatty  acid methyi  ester (FAME)  ntuk  dianalisis dengan menggunakan GC-FID.
Hasil analisis diperoleh kromatogram seperti  terlihat  pada  Gambar  8.  Dari kromatogram tersebut menunjukkan bahwa minyak Thalassiosira sp.
diidentifikasi  mengandung  empat  jenis asam  lemak  jenuh  yaitu  asam  kaprat (C10:0)  0,30  mg/g,  asam  laurat  (C12:0) 0,18  mg/g,  asam  palmitat  (C16:0)  0,23 mg/g,  dan  asam  stearat  (C18:0)  0,50 mg/g,  serta  satu  jenis  asam  lemak  tidak jenuh  yaitu  asam  oleat  (C18:1)  0,52 mg/g.  Adapun  minyak  dari  mikroalga Thalassiosira sp.  yang  dikultivasi  di dalam  ruang  dengan  medium  Walne mengandung  asam  palmitat  41,7%,  asam stearat  9,8%  dan  asam  oleat  47,4% (Anward,  2009)  dan  jenis  TAGs  dalam minyak  dari  mikroalga Thalassiosira sp. yang  dikultivasi  di  dalam  ruang  dengan
medium modifikasi adalah POP (palmitat-oleat-palmitat)  15,30%,  POO (palmitat-oleat-oleat)  33,33%,  dan  SOO (stearat-oleat-oleat) 15,30% (Hartati,
2012).    Dalam  percobaan  lain,  minyak dari  mikroalga Thalassiosira sp.  yang dikultivasi  di  luar  ruang  dalam  medium Walne  mengadung  5  jenis  TAGs  yaitu
PPO (palmitat-palmitat-oleat), POO (palmitat-oleat-oleat), SLnS (stearat- linoleat-stearat),  OO(C12:1)  (oleat-oleat- C12:1),  dan  PO(C10:1)  (palmitat-oleat- C10:1),  serta  satu  jenis  triasilgliserol yang tidak diketahui jenisnya (Sutawijaya, 2012).
Gambar 8. Kromatogram asam lemak standar (a), kromatogram asam lemak dari sampel minyak Thalassiosira sp.(b)
(a)
(b)

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang
dilakukan mengenai “Produktivitas
Thalassiosira sp.  yang  dikultivasi  dalam fotobioreaktor  di  luar  ruang”  dapat disimpulkan  bahwa  konsentrasi  optimum pupuk  TSP-36  dan  Si-P-(PG)  untuk pertumbuhan Thalassiosira sp.  masing- masing adalah 10 mg/L kultur.  Pengaruh medium dengan makronutrien dari pupuk dan  medium  Walne  tidak  berbeda signifikan terhadap pertumbuhan mikroalga  sehingga  dapat  digunakan untuk kultivasi skala besar. Produktivitas Thalassiosira sp.  dari 3 periode kultivasi di  luar  ruang  dengan  2  kali  pembesaran
volume  kultur  berturut-turut  adalah  0,08 g  biomassa/L  kultur/hari  atau  22,50  µL minyak/L  kultur/hari.  Laju  pertumbuhan spesifik  mikroalga  meningkat  pada  saat intensitas  cahaya  matahari  tinggi  dan masih  tersedia  cukup  nutrien.  Asam lemak  dari Thalassiosira sp.  yang  di kultivasi di luar ruang dengan makronutrien  dari  pupuk  diidentifikasi mengandung  4  jenis  asam  lemak  jenuh (asam  kaprat  (C10:0)  0,30  mg/g,  asam laurat  (C12:0)  0,18  mg/g,  asam  palmitat (C16:0)  0,23  mg/g,  dan  asam  stearat (C18:0)  0,50  mg/g),  dan  1  jenis  asam lemak  tidak  jenuh  (asam  oleat  (C18:1) 0,52 mg/g).

## DAFTAR RUJUKAN
Anward,  E.E.,  2009,  Optimasi  produksi asam  lemak  dari  mikroalga  laut Thalassiosira sp.,Skripsi tidak diterbitkan, Institut Teknologi
Bandung.
Chisti, Y., 2007, Biodiesel from microalgae,  J.  Biotechnol.  Adv. 25 :
294–306.
Hadiyanto,  Samidjan,  I.,  Kumoro  A.C. dan Silviana., 2010). Produksi mikroalga  berbiomasa  tinggi  dalam bioreaktor  open  pond.  Prosiding Seminar  Nasional  Teknik  Kimia “Kejuangan”, Yogyakarta, Indonesia.
Hartati,  (2011).  Medium  air  laut  yang diperkaya  untuk  produksi  biomassa dan  minyak  dari  mikroalga  laut thalassiosira sp.Tesis, Institut
Teknologi Bandung.
International  Energy  Agency,  (2013).
CO 2
Emissions from fuel combustion. OECD/IEA, Prancis.
Kawaroe, M., Prartono, T., Sunuddin, A.,
Sari,  D.  W.  dan  Augustine,  D., (2010). Mikroalga potensi dan pemanfaatannya  untuk  produksi  bio bahan  bakar.  IPB  Press,  Bogor, Indonesia.
Lavens, P, Sorgeloos, P., (1996). Manual on  the  production  and  use  of  live food  for  aquaculture.  Food  and Agriculture  Organization  of  the
United Nations, Belgium.
Nurachman,Z., Hartati, Anita, S., Anward, E.E., Novirani, G.,
Mangindaan,  B.,  Gandasasmita,  S., Syah,  Y.M.,  Panggabean,  L.M.G., Suantika, G., (2012). Oil productivity of  the  tropical  marine  diatom Thalassiosira  sp.  Biores.  Technol.
108 : 240–4.
Sheehan,  J.,  Dunahay,  T.,  Benemann,  J., dan Roessler, P., (1998). A look back
at  the  US  Department  of  Energy’s Aquatic  Species  Program:  biodiesel from  algae.  US  Department  of Energy, USA.
Sutawijaya, G., (2012). Produksi
Biomassa  Thalassiosira  sp.  dibawah
Paparan Sinar Matahari. Tesis, Institut Teknologi Bandung.
Wolkers,  H.,  Barbosa,  M.,  Kleinegris,
D.M.M.,  Bosma,  R.,  Wijffels,  R.H.,
(2011). Microalgae: the green gold of the  future?.  Propress,  Wageningen, Belanda.