Tugas Fikologi.docx

Nama : Ainun Nadhifatun Arifah NIM

: 160342606232

Tugas Fikologi Mikroalga berpotensi sebagai sel protein tunggal untuk mengatasi gizi buruk dan kerawanan pangan. Pertanyaan : 1.

Apakah sel protein tunggal?

Jawab : Protein sel tunggal adalah seluruh bahan-bahan protein yang berasal dari mikroorganisme seperti ganggang, bakteri, ragi, kapang, dan jamur tinggi yang ditumbuhkan dalam kultur skala besar. Protein ini dipakai untuk konsumsi manusia atau hewan. Produksi protein sel tunggal juga berisi bahan nutrisi lain, seperti karbohidrat, lemak, vitamin, mineral, dan senyawa nitrogen nonprotein. Mikrobia penghasil PST umumnya tumbuh pada limbah yang memiliki unsur karbon dan nitrogen. Bakteri, fungi, algae, dan yeast merupakan jenis dari mikrobia yang dapat memproduksi PST. 2.

Jenis mikroalga apa saja yang digunakan?

Jawab : Beberapa Alga hijau (ChIorophyceae) seperti Chlorella pyrenoidosa, Chlamydomonas reinhardii dan Chlorella vulgaris dan Scenedesmus serta ganggang biru (Cyanobacteria) Spirulina adalah sumber protein sel tunggal yang baik. 3.

Mengapa jenis mikroalga tersebut? Berikan alasanmu!

Jawab : Karena mikroalga merupakan satu-satunya tumbuhan berstruktur asam amino lengkap seperti pada protein hewani dan kandungan protein yang lebih tinggi dari kacang kedelai, susu dan daging hewan. Mikroalga juga mengandung vitamin, mineral, beta karoten dan klorofil yang dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan. Fungsi mikroalga diantaranya sebagai peningkat antibodi, regenerasi sel, memicu fungsi otak, peningkatan fungsi jantung dan sebagainya. Mikroalga juga merupakan makhluk hidup yang dapat berfotosintesis yang digunakan untuk memproduksi protein sel tunggal. Kandungan protein tinggi dari beberapa spesies

mikroalga adalah salah satu alasan utama untuk menjadikan mereka sebagai sumber protein. 4.

Bagaimana cara tahapan memperoleh sel protein tunggal?

Jawab : Protein sel tunggal didapatkan dengan pertumbuhan berfotosintesa ganggang

yang

diingikan,

seperti Chlorella,

Scenedesmus,

dan Spirulina (pada Tabel), adalah menurut reaksi sebagai berikut : Karbon dioksida + air + ammonia atau nitrat + mineral → sel ganggang + oksigen Tabel proses pilihan untuk membuat protein sel tunggal pada ganggang. Organisme Chlorella sp.

Bahan Mentah

Produksi

Produsen atau Pengembang

CO₂ (dengan foto 2 metrik

Taiwan Chlorella

2 sintesa); sirup ton/hari

Manufacture Co. Ltd, Taipei

tebu, tetes (nonfotosintesa) Scenedesmus acutus

Spirulina maxima

CO₂, urea (dengan 20mg/m2/h

Central Food Technological

fotosintesa)

ar

Research Institute, mysore,

i

India

CO₂, atau

320 metrik

NaHCO3 (dengan

ton/tahun

Sosa Texcoco, SA, Mexico City

fotosintesa)

Konsentrasi karbondioksida di udara sekitar 0,03 %, ini tidak cukup untuk menunjang pertumbuhan ganggang untuk menghasilkan protein sel tunggal. Tambahan karbon dioksida bisa didapat dari karbonat atau bikarbonat yang terdapat dalam kolam alkalis, gas yang keluar selama pembakaran atau dari pembusukan bahan organik dalam air buangan kota dan limbah industri. Sumber nitrogen untuk produksi ganggang adalah seperti garam buangan kota dalam kolam. Fosfor dan bahan mineral lain biasanya terdapat dalam air alam dan air limbah dan konsentrasinya telah cukup untuk pertumbuhan ganggang. Intensitas cahaya dan suhu merupakan faktor penting untuk pertumbuhan ganggang. Untuk penanaman mikroba secara besar dan ekonomis, suasana dalam tempat kultur harus cukup jernih dan variasi intensitas cahaya harus sekecil

mungkin sepanjang tahunnya. Selain itu suhu haruslah diatur di atas 20ºC pada hampir sepanjang tahun. Karena itu, kolam buatan di tempat terbuka di daerah semi tropik, tropik atau kering merupakan sistem yang paling cocok untuk pertanaman ganggang. Bahan untuk membangun kolam adalah seperti semen, plastik, atau serat kaca pelapis. 5.

Untuk media kultur, apakah air tawar dan air laut mempengaruhi hasil sel protein tunggal? 1. Jawab :Media yang digunakan dalam kultur sangat mempengaruhi proses pertumbuhan dari mikroalga, air laut dengan kadar salinitas yang lebih tinggi daripada air tawar lebih efektif digunakan karena mikrolaga dapat tumbuh secara eksponensial, sehingga semakin mudah untuk mendapatkan protein sel tunggal daripada mikroalga yang ditumbuhkan pada media air tawar yang memiliki salinitas lebih rendah. Salinitas perairan yang ideal bagi lahan budidaya alga berkisar antara 28-34 permil, dimana salinitas optimumnya adalah 32 permil (Ambas, 2006). Agar dapat tumbuh dengan baik, tekanan osmosis di dalam sel-sel alga harus sesuai dengan tekanan osmosis lingkungan perairan tempat hidupnya. Mengingat salinitas berbanding lurus dengan tekanan osmosis, maka tekanan osmosis sel-sel alga yang hidup di laut yang bersalinitas lebih tinggi menjadi lebih tinggi dibanding tekanan osmosis alga yang hidup di laut yang bersalinitas lebih rendah (Luning, 1990). Terkait dengan pertumbuhan, maka salinitas yang ekstrim dapat menurunkan laju pertumbuhan alga secara tajam. Tingkat penurunan laju pertumbuhan ini bergantung juga kepada daya toleransi alga terhadap fluktuasi salinitas (Luning, 1990). Penurunan kadar garam tanpa disertai perubahan iklim menyebabkan perubahan populasi alga hijau, alga perang maupun alga merah. Secara umum akan terjadi penurunan pertumbuhan vegetasi, bahkan pada konsentrasi yang lebih rendah alga perang dan merah menjadi kerdil. Salah satu faktor penting bagi produksi mikroalga skala massal adalah salinitas. Beberapa penelitian menyatakan bahwa salinitas mempengaruhi pertumbuhan dan akumulasi pigmen yang terbentuk. Suatu penelitian mengenai produksi pigmen phycocyanin dari Spirulina maxima yang dibudidayakan di air laut. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi salinitas media, maka akumulasi pigmen phycocyanin akan semakin meningkat, sedangkan pigmen chlorophyll-a menurun. Sedangkan dari segi produksi biomassa, Spirulina yang dibudidayakan di salinitas yang lebih tinggi memiliki laju pertumbuhan yang lebih rendah. Hal ini dapat dipengaruhi faktor stress atau faktor yang tidak ideal bagi mikroalga untuk tumbuh karena kadar garam yang terlalu tinggi, atau faktor lain seperti logam beracun di dalam air laut, sehingga mikroalga cenderung mengakumulasi pigmen biru untuk melindungi pigmen hijau selama proses fotosintesis sehingga produksi PST berkurang. Sebaliknya, jika Spirulina dibudidayakan di alir payau atau dengan air dengan salinitas rendah, maka kandungan pigmen hijaunya akan semakin banyak sehingga produksi PST juga meningkat. 6.

Bagaimana mekanisme sehingga mikroalga dapat dikonsumsi? 2. Jawab :

Terdapat dua proses yang paling menentukan dalam proses

bioteknologi mikroalga yaitu kultivasi serta pemanenan mikroalga. Metode yang umum digunakan dalam proses kultivasi mikroalga. Metode tersebut adalah sistem open raceway pond dan sistem closed photobioreactor. Sistem open pond memiliki kelemahan yaitu mudah terkena kontaminan sementara dalam sistem photobioreactor kontaminan dan parameter pertumbuhan seperti pH, temperatur dan karbon dioksida dapat dikontrol dengan baik. Walaupun demikian, sistem photobioreactor memerlukan biaya tinggi sehingga pengetahuan dalam pemilihan sistem kultivasi mikroalga sangat diperlukan. Selain metode kultivasi, metode pemanenan mikroalga juga sangat penting untuk mengahasilkan biomasa konsentrasi tinggi dan proses yang ekonomis. Metode pemanenan mikroalga yang umum digunakan antara lain: flokulasi, koagulasi, sentrifugasi dan filtrasi. Open ponds system dan photobioreactor system merupakan teknik budidaya mikroalga yang paling sering digunakan. Open ponds merupakan sistem budidaya mikroalga tertua dan paling sederhana Open ponds merupakan sistem budidaya mikroalga tertua dan paling sederhana Umpan segar (mengandung nutrisi termasuk nitrogen, phosphor, dan garam

inorganic) ditambahkan di depan paddlewheel dan setelah beredar melalui loop-loop mikroalga tersebut dapat dipanen di bagian belakang dari paddlewheel. Paddlewheel digunakan untuk proses sirkulasi dan proses pencampuran mikroalga dengan nutrisi. Sedangkan photobioreactor dikembangkan untuk mengatasi permasalahan kontaminasi dan evaporasi yang sering terjadi dalam sistem open pond. Sistem tersebut terbuat dari material tembus pandang dan umumnya diletakkan di lapangan terbuka untuk mendapatkan cahaya matahari. Teknik yang banyak diaplikasikan untuk proses pemanenan mikroalga adalah flokulasi, sentrifugasi, dan filtrasi. Pertama teknik flokulasi adalah proses dimana partikel zat terlarut dalam larutan membentuk agregat yang disebut flok. Proses flokulasi terjadi saat partikel zat terlarut saling bertumbukan dan menempel satu sama lain. Bahan kimia yang biasa disebut flokulan ditambahkan ke dalam sistem untuk membantu proses flokulasi. Proses flokulasi dapat digunakan sebagai tahap awal untuk mempermudah proses selanjutnya. Mikroalga memiliki muatan negatif, sehingga untuk membentuk flok dibutuhkan flokulan kationik seperti Al2(SO4)3, FeCl3, dan Fe2(SO4)3. Flokulan yang dinilai paling efektif digunakan untuk proses pemanenam mikroalga adalah aluminium sulfat serta beberapa jenis polimer kationik. Kedua adalah

dengan filtrasi, metode

pemanenan yang terbukti paling kompetitif dibandingkan dengan teknik pemanenan yang lain. Jenis filtrasi yang dapat digunakan adalah dead end filtration, mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, filtrasi bertekanan, dan filtrasi aliran tangensial. Kinerja teknik pemanenan secara kuantitatif dapat dievaluasi menggunakan beberapa parameter antara lain: laju pemisahan air, kandungan padatan pada lumpur mikroalga, dan yield dari proses. Ketiga adalah menggunkan sentrifugasi, proses pemisahan yang menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force untuk memisahkan padatan dan cairan. Proses pemisahan ini didasarkan pada ukuran partikel dan perbedaan densitas dari komponen yang akan dipisahkan.