9

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

PENAPISAN MIKROALGA PENGHASIL KAROTENOID SERTA STUDIPENGARUH STRES NITROGEN DAN FOSFOR TERHADAP PRODUKSI

-KAROTEN PADA MIKROALGA Oocystis sp

Screening of Carotenoid Producing Microalgae and Study of the Effectof Nitrogen and Phosphorus Stress on the Production of -Carotene

in Microalgae Oocystis sp

Wahida Nia Elfiza1 Abdi Dharma2 dan Nasril Nasir3

1 Program Pascasarjana Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Andalas PadangSumatera Barat Indonesia

2 Laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Andalas PadangSumatera Barat Indonesia

3 Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Andalas PadangSumatera Barat Indonesia

Korespondensi Penulis abdipogilgmailcom

Diterima 18 Maret 2019 Direvisi 9 Mei 2019 Disetujui 22 Juni 2019

ABSTRAK

-karoten merupakan karotenoid yang bermanfaat sebagai antioksidan Penelitian inibertujuan menapis mikroalga yang berpotensi mengandung karotenoid tinggi dan mempelajaripengaruh nitrogen dan fosfor terhadap produktivitas biomassa kandungan pigmen fotosintesis dan-karoten pada mikroalga yang diisolasi dari perairan Danau Atas Sumatra BaratPenapisan mikroalga penghasil karotenoid dilakukan dengan memberikan paparan UV-A 326nm terhadap kultur campuran mikroalga Hasil penelitian menunjukkan bahwa 5 dari 18 spesiesmampu bertahan pada proses penapisan Pengaruh 9 jenis medium pertumbuhan dengan kriteriatanpa NaNO3 3x NaNO3 5x NaNO3 10x NaNO3 Bold Basalt Medium (BBM) normal (kontrol) tanpaKH2PO4 3x KH2PO4 5x KH2PO4dan10x KH2PO4 terhadap mikroalga terpilih (Oocystis sp) diamatiHasil menunjukkan kandungan -karoten tertinggi ditemukan pada perlakuan 5x KH2PO4 yaitusebesar 022 dari berat kering mikroalga dengan produktivitas biomassa 00015 gmLhari sertakandungan klorofil a klorofil b dan karotenoid total yaitu 715 microgmL 081 microgmL dan 667 microgmLBerdasarkan penelitian ini dapat disimpulkan medium pertumbuhan dengan kandungan 5x KH2PO4merupakan medium yang cocok bagi pertumbuhan Oocystis sp untuk mendapatkan biomassadengan kandungan -karoten dan karotenoid tinggi tanpa harus menurunkan produktivitasbiomassanya

KATA KUNCI mikroalga -karoten Oocystis sp stres nitrogen stres fosfor

ABSTRACT

-carotene is a carotenoid that is useful as an antioxidant Present study aims to screening highmicroalgae which contain carotenoids from water of Danau Atas lake (West Sumatra Province) andstudy the effect of nitrogen and phosphorus on biomass productivity photosynthetic and -carotenepigment content Screening of carotenoid-producing microalgae was carried out by exposing UV-A326 nm to mixed microalgae cultures The results showed that 5 of the 18 species were able to survivein the screening process The effect of growth medium ie without NaNO3 3x NaNO3 5x NaNO3 10xNaNO3 normal Bold Basalt Medium (BBM) (control) without KH2PO4 3x KH2PO4 5x KH2PO4 and 10xKH2PO4 on of selected microalgae (Oocystis sp) was carried out The result showed that the highestcontent of -carotene of Oocystis sp was obtained with 5x KH2PO4 which was 022 of the dry weightof biomass Biomass productivity was 00015 gmLday and the chlorophyll a chlorophyll b and totalcarotenoids contents were 715 microgmL 081 microgmL and 667 microgmL respectively Based on thisresearch 5x KH2PO4 can be concluded as a suitable medium for Oocystis sp to obtained high -carotene and carotenoid of Oocystis sp without reducing biomass productivity

KEYWORDS microalgae -carotene Oocystis sp nitrogen stress phosphorus stress

Copyright copy 2019 JPBKP Nomor Akreditasi 30EKPT2018DOI httpdxdoiorg1015578jpbkpv14i1598

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

10

PENDAHULUAN

Karotenoid adalah pigmen alami yang ditemukanpada bakteri alga fungi dan tumbuhan tetapi tidakdiproduksi oleh hewan Karotenoid banyakdimanfaatkan dalam berbagai bidang industri sepertiproduk makanan kesehatan kosmetik suplemenvitamin dan zat adiktif Beberapa jenis karotenoidyang dipelajari secara luas adalah -karoten likopenlutein zeaxantin dan astaxantin (Coates Trentacosteamp Gerwick 2013)

-karoten merupakan provitamin A yang bisadikonversi menjadi retinol Vitamin A berfungsimenurunkan resiko gangguan pada mata (maculardegeneration) Selain itu -karoten juga berfungsisebagai inhibitor dalam pertumbuhan sel kankerdengan cara menginduksi terjadinya apoptosis (Coateset al 2013)

-karoten sebagai metabolit sekunder padamikroalga dapat disintesis oleh sel karena adanyastres oksidatif dari lingkungan Salah satu bentuk stresoksidatif adalah berupa cahaya kuat (Asker amp Ohta1999 Stafsnes et al 2010) Cahaya kuat yang berasaldari intensitas cahaya matahari di musim panasmengandung sinar ultraviolet (UV) pada panjanggelombang tertentu Paparan radiasi UV-A (320-400nm) dan UV-B (280-320 nm) berbahaya bagi selradiasi UV-A menghasilkan radikal bebas yangmembahayakan DNA sedangkan paparan UV-Bmenyasar DNA dan protein Sebagai antioksidan -karoten yang merupakan bagian dari karotenoidmampu melindungi sel dari radikal bebas (Stafsneset al 2010) Paparan sinar UV akan meningkatkanproduksi spesies oksigen reaktif (reactive oxigenspecies ROS) oleh sel yang harus segeradinetralkan oleh sistem antioksidan sel Spesies yangtidak mempunyai sistim antioksidan yang baik tidakmampu bertahan hidup sedangkan spesies yangmempunyai sistem antioksidan yang baik akanbertahan

Stres oksidatif dapat menyebabkan akumulasi -karoten karena perubahan jalur metabolit sekunder -karoten pada mikroalga Biosintesis -karoten dapatterjadi karena adanya stres abiotik Salah satu stresabiotik yaitu dengan pembatasan nutrien Pembatasannutrien mengacu kepada stres kandungan nutrien padamedium kultivasi mikroalga seperti stres nitrogen danfosfor (Paliwal et al 2017) Studi memperlihatkanadanya peningkatan ekspresi gen likopen b-cyclase(Lcy-b) dari mikroalga Dunaliella salina karena kondisistres lingkungan berupa paparan stres abiotik salinitasdan cahaya tinggi yang dikombinasi denganpembatasan nutrien Kombinasi dengan faktorpembatasan nutrien meningkatkan level steady-state

mRNA b-cyclase (Lcy-b) D salina dibandingkan denganhanya melibatkan dua faktor stres abiotik salinitasdan cahaya tinggi Hasil penelitian lain menunjukkanbahwa pembatasan (kekurangan) nutrien merupakanfaktor penting untuk akumulasi -karoten padamikroalga (Ramos et al 2008)

Tujuan dari penelitian ini adalah menapis mikroalgayang mengandung karotenoid tinggi dan mempelajaripengaruh stres nitrogen dan fosfor terhadapproduktivitas biomassa pigmen fototosintesis dan -karoten pada mikroalga hasil penapisan

BAHAN DAN METODE

Bahan

Sampel mikroalga diisolasi dari perairan DanauAtas (Kabupaten Solok Provinsi Sumatera Barat)dengan titik koordinat 1deg03rsquo541S 100deg44rsquo515ESampel diambil dengan plankton net ukuran pori 30micron pada kedalaman plusmn1 meter plusmn3 meter danplusmn5 meter Sampel dimasukkan ke dalam botol kacastreril dan diberi label Sebagian sampel diberi formalin4 untuk pengamatan bentuk morfologi mikroalgadengan mikroskop jenis binokuler dan bagian keduadikultivasi dengan medium pertumbuhan Medium BoldBasalt (BBM)

Bahan-bahan lain yang digunakan dalam penelitianini adalah bahan-bahan yang diperlukan dalampembuatan medium BBM dan Growmore (GM) Disamping itu juga dibutuhkan standar -karoten (SigmaAldrich) untuk pengujian

Metode

Penapisan dan isolasi

Sebanyak 1 mL kultur sampel dalam medium BBMditeteskan ke dalam petridish steril lalu ditambahkan10 mL medium BBM steril Sampel tersebut disinaridengan lampu UV-A (326 nm) selama 3 jam dandiinkubasi pada suhu ruang hingga sampel menghijaupudar (20 hari) Setelah itu diamati dengan binokuler(Olympus BX51) Mikroalga yang teramati hidupmerupakan mikroalga yang mampu bertahan padaproses penapisan Mikroalga yang bertahanselanjutnya diisolasi

Isolasi dilakukan dengan cara meneteskancuplikan sampel menggunakan mikropipet di ataskaca preparat dan ditutup dengan kaca objekkemudian diamati dengan mikroskop Jika yangdiamati terbawa satu sel maka kaca peparat dan kacaobjek dicuci menggunakan medium BBM sterilcuciannya ditampung ke dalam botol vial (botol kultur

11

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

yang telah berisi medium BBM steril) lalu dibiarkanselama sebulan hingga menghijau homogenMikroalga yang telah terisolasi dijaga kemurniannyasampai menghijau pudar setelah itu dipindahkan kedalam botol kaca 500 mL untuk memperbanyakbiomassanya

Pembuatan medium pertumbuhan mikroalga

Medium kultivasi yang digunakan adalah GM danBBM Medium GM memiliki persentase komposisinitrogen (N) fosfor (P) dan kalium (K) bervariasi yaituGM 6-30-30 10-55-10 20-20-20 dan 32-10-10sedangkan komposisi zat lainnya memiliki persentaseyang sama yaitu kalsium (Ca) 005 Magnesium(Mg) 010 Sulfur (S) 020 Boron (B) 002 Tembaga (Cu) 005 Iron (Fe) 010 Mangan (Mn)005 Molibdenum (Mo) 00005 dan Zink (Zn)005 Medium kultivasi GM dibuat dengan caramelarutkan 02 g serbuk GM ke dalam 1 L aquadesMedium GM dipilih sebagai medium seleksi karenalebih praktis dan hemat dibandingkan medium BBMMedium BBM terdiri dari makronutrien NaNO3 25 gLMgSO47H2O 75 gL NaCl 25 gL K2HPO4 75 gLKH2PO4 175 gL CaCl22H2O 25 gL dan mikronutrienyaitu trace element (ZnSO47H2O 882 gL MnCl24H2O144 gL CuSO45H2O 157 gL Co(NO3)26H2O 049gL) EDTA-KOH solution (EDTA 50 dan KOH 31 g)ferric solution (FeSO47H2O 498 gL dan H2SO4conc10 tetes) dan H3BO3 1142 gL Medium BBM dibuatdengan cara melarutkan 10 mL masing-masingmakronutrien dan 1 mL mikronutrien dalam 1 Laquades lalu distrerilisasi dengan autoclave dandidinginkan sebelum digunakan (Singh GuptaGuldhe Rawat amp Bux 2015)

Seleksi medium

Isolat mikroalga dikultur dengan 5 jenis mediumyaitu BBM GM6-30-30 GM10-55-10GM 20-20-20dan GM32-10-10 dan pertumbuhannya dipantauberdasarkan nilai optical density OD-400nm dari kulturdengan spektrofotometer UV-Vis (Thermo ScientificGenesys) Medium dengan pertumbuhan mikroalgaterbaik digunakan sebagai medium pertumbuhanuntuk penelitian selanjutnya Mikroalga dipanen padafasa stationer dengan cara sentrifugasi padakecepatan 1914 g Biomassa mikroalga yang didapatdikeringkan pada kondisi gelap selama 3 harikemudian disimpan pada suhu 4 C sampai waktuanalisis (Kee et al 2017)

Tahap induksi dengan stres nitrogen dan fosfor

Penerapan stres nutrien yang berupa kekuranganatau kelebihan kadar N dan P pada medium BBMdilakukan setelah kultur mikroalga di dalam mediumBBM mencapai akhir fasa eksponensial (hari ke 18 )

Kultur berumur 18 hari disentrifugasi pada kecepatan1914 g kemudian biomasa mikroalga yang diperolehdimasukkan ke dalam medium BBM termodifikasiberikut BBM kekurangan N dan P mengandung 0 MNaNO3 0 M KH2PO4 BBM kelebihan N mengandung1 M NaNO3 (3 kali lipat) 15 M NaNO3 (5 kali lipat)dan 3 M NaNO3 (10 kali lipat) BBM kelebihan Pmengandung 04 M KH2PO4 (3 kali lipat) 06 M KH2PO4(5 kali lipat) 13 M KH2PO4 (10 kali lipat) Mediumkontrol adalah BBM dalam kondisi normal dengan 03M NaNO3 dan 01 M KH2PO4 lalu dikultur selama 3hari (Moussa Chtourou Karray Sayadi amp Dhouib2017)

Penentuan pertumbuhan dan produktivitasbiomassa

Pertumbuhan mikroalga diamati setiap hari denganpengukuran OD400nm dan biomasa sel kering (DCW)mgL Produktifitas biomassa (BP) ditentukan nilainyadengan mengacu kepada persamaan BP (mgLhari)(Moussa et al 2017)

Penentuan pigmen fotosintesis

Kandungan pigmen klorofil a klorofil b dankarotenoid total ditentukan berdasarkan metodaLichtenthaler (1987) Kultur mikroalga (2 mL)disentrifugasi pada kecepatan 1914 g selama 5 menitpelet diambil lalu ditambahkan metanol lalu diinkubasipada suhu 60 C selama 30 menit kemudiandidinginkan pada suhu ruang dan disentrifugasi ulangpada kecepatan 1914 g selama 5 menit Pigmenterlarut diukur pada panjang gelombang 470 650 dan665 nm

Kandungan pigmen ditentukan dengan formulasisebagai berikut Klorofil a(microgmL) = (1672 x A665) - (916 x A652)Klorofil b(microgmL) = (3409 x A652)-(1528 x A665)Karotenoid (microgmL) = (1000 x A470) - (163 x klorofil

a)-(10496 x klorofil b) 221

Analisis b-karoten dengan HPLC

Standar -karoten (Sigma Aldrich) ditimbangsebanyak 5 mg lalu dilarutkan dalam 10 mL pelarut(fasa gerak) diklorometan asetonitril metanoldengan perbandingan 207010 (vvv) untukmendapatkan larutan stok -karoten 500 ppm Larutanstandar -karoten 375 ppm 75 ppm 150 ppm dan300 ppm dibuat dengan cara mengencerkan larutanstok -karoten

Sebelum pengukuran dengan HPLC pigmendiekstrak dengan cara maserasi sebanyak 01 g

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

12

Berat -karoten dalamsampel (mg)

Berat biomassa keringmikroalga (mg)

x 100

biomassa kering mikroalga dengan 5 mL asetonselama 24 jam sebanyak 3 kali hingga ekstrak tidakberwarna Selanjutnya ekstrak disentrifugasi padakecepatan 4000 g selama 3 menit untuk memisahkansisa-sisa biomassanya lalu dikeringkan dalamkondisi gelap selama 1 malam Ekstrak keringdilarutkan dalam 2 mL pelarut (fasa gerak)diklorometan asetonitri l metanol denganperbandingan 207010 Selanjutnya -karoten standardan sampel di injeksikan ke instrumen HPLC(Shimadzu SPD 20 A SPD-20AV) yang dilengkapidengan kolom C18 (Shim-pack VP-ODS LUNA)Absorbansi diukur pada panjang gelombang 450 nmdengan kecepatan alir bahan 09 mLmenit padatemperatur 25 C (Sekatresna Dharma Zein ampChaidir 2016) Kadar -karoten pada mikroalga terpilihdihitung dengan menggunakan persamaan regresiyang dihasilkan dari analisis HPLC -karoten standarPersentase -karoten dihitung dengan persamaanberikut

Penapisan dengan cara penyinaran UV-A 326 nmpada kultur campuran 18 spesies mikroalgamenyisakan 5 jenis mikroalga yaitu Oocystis spDenticula tenuis Gleocystis schroeteri Scenedesmuslongispina dan Fragillaria construens Mikroalga yangmasih bertahan merupakan mikroalga yang berpotensimengandung karotenoid tinggi Namun hanyaOocystis sp yang dipelajari lebih lanjut pada penelitianini

Medium Pertumbuhan Mikroalga

Kecocokan terhadap medium pertumbuhan dapatdilihat melalui kurva waktu terhadap nilai OD400nm(Gambar 2) Terlihat pertumbuhan Oocystis sp terbaikadalah pada medium BBM diikuti oleh medium GM32-10-10 Masing-masing spesies mikroalgamempunyai kesesuaian komposisi medium yangberbeda Pertumbuhan Scenedesmus rubescens didalam medium GM 32-10-10 terlihat lebih baikdibandingkan di dalam medium BBM sementaraGaldieria sulphuraria tumbuh dengan pola dan tingkatpertumbuhan yang sama di dalam medium BBMmaupun di dalam GM 32-10-10 (Hernandi Dharma ampArmaini 2018) Kedua mikroalga terakhir berasal darisumber air yang sama dengan Oocystis sp

Pertumbuhan Oocystis sp sama sekali tidakdidukung oleh medium GM 6-30-30 dan GM 10-55-10 sedangkan GM 32-10-10 dapat mendukungpertumbuhan Oocystis sp namun masih lebih rendahdibandingkan dengan medium BBM Didugakandungan N pada medium GM 6-30-30 dan GM 10-55-10 sangat kecil sehingga tidak bisa mendukungpertumbuhan mikroalga Oocystis sp (Gambar 2)Berdasarkan hal tersebut persentase optimum Nuntuk mendukung pertumbuhan Oocystis sp adalah34 seperti yang terkandung di dalam medium BBM

Nutrien adalah faktor penting dalam produksibiomassa mikroalga terlebih pada unsur makronutrienseperti N P dan K Medium GM 32-10-10 yangmemiliki kandungan N lebih tinggi dari P dan K-nyaterdeteksi memiliki umurmasa kultur Oocystis spyang lebih panjang serta biomassa lebih tinggidibandingkan dengan medium GM lainnya Namunpertumbuhan Oocystis sp lebih baik pada mediumBBM daripada medium GM 32-10-10 Dalam mediumBBM terkandung N sebesar 25 gL dari NaNO3 Psebesar 175 gL dari KH2PO4 dan K sebesar 75 gLdari K2HPO4 Pada komposisi demikian didapatkanrata-rata produktifitas bioamassa mikroalga Oocystissp sekitar 07 gL Dari lima medium yang telahdiujicobakan medium BBM memberikan hasil pada

-karoten () =

Analisis statistik

Analisis statistik dilakukan dengan perangkatlunak SPSS dengan metoda One Way Analysis OfVariance (ANOVA) Perlakuan dilakukan triploSignifikan hasil uji dipertimbangkan ketika p lt 005

HASIL DAN PEMBAHASAN

Keragaman Spesies Mikroalga

Sampel diambil dari air Danau Atas yang terletakpada ketinggian di atas 1400 mdpl dengan suhu relatifrendah yaitu berkisar 185 degC Mikroorganisme yangberasal dari lingkungan ekstrim mampu memproduksikarotenoid dengan jumlah tinggi salah satunyalingkungan dengan suhu rendah (Strand Shivaji ampLiaaen-Jensen 1997) sehingga dari lokasi sampeldiharapkan mikroalga yang terisolasi berpotensisebagai sumber karotenoid seperti -karoten

Dari sampel air Danau Atas dapat dikenali sebanyak18 spesies mikroalga berdasarkan morfologinya Jenis-jenis tersebut diamati dengan mikroskop binokuler dandiidentifikasi berdasarkan sumber wwwalgabaseorgMorfologi mikroalga yang teridentifikasi dari Danau Diatasdisajikan pada Gambar 1

11

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

yang telah berisi medium BBM steril) lalu dibiarkanselama sebulan hingga menghijau homogenMikroalga yang telah terisolasi dijaga kemurniannyasampai menghijau pudar setelah itu dipindahkan kedalam botol kaca 500 mL untuk memperbanyakbiomassanya

Pembuatan medium pertumbuhan mikroalga

Medium kultivasi yang digunakan adalah GM danBBM Medium GM memiliki persentase komposisinitrogen (N) fosfor (P) dan kalium (K) bervariasi yaituGM 6-30-30 10-55-10 20-20-20 dan 32-10-10sedangkan komposisi zat lainnya memiliki persentaseyang sama yaitu kalsium (Ca) 005 Magnesium(Mg) 010 Sulfur (S) 020 Boron (B) 002 Tembaga (Cu) 005 Iron (Fe) 010 Mangan (Mn)005 Molibdenum (Mo) 00005 dan Zink (Zn)005 Medium kultivasi GM dibuat dengan caramelarutkan 02 g serbuk GM ke dalam 1 L aquadesMedium GM dipilih sebagai medium seleksi karenalebih praktis dan hemat dibandingkan medium BBMMedium BBM terdiri dari makronutrien NaNO3 25 gLMgSO47H2O 75 gL NaCl 25 gL K2HPO4 75 gLKH2PO4 175 gL CaCl22H2O 25 gL dan mikronutrienyaitu trace element (ZnSO47H2O 882 gL MnCl24H2O144 gL CuSO45H2O 157 gL Co(NO3)26H2O 049gL) EDTA-KOH solution (EDTA 50 dan KOH 31 g)ferric solution (FeSO47H2O 498 gL dan H2SO4conc10 tetes) dan H3BO3 1142 gL Medium BBM dibuatdengan cara melarutkan 10 mL masing-masingmakronutrien dan 1 mL mikronutrien dalam 1 Laquades lalu distrerilisasi dengan autoclave dandidinginkan sebelum digunakan (Singh GuptaGuldhe Rawat amp Bux 2015)

Seleksi medium

Isolat mikroalga dikultur dengan 5 jenis mediumyaitu BBM GM6-30-30 GM10-55-10GM 20-20-20dan GM32-10-10 dan pertumbuhannya dipantauberdasarkan nilai optical density OD-400nm dari kulturdengan spektrofotometer UV-Vis (Thermo ScientificGenesys) Medium dengan pertumbuhan mikroalgaterbaik digunakan sebagai medium pertumbuhanuntuk penelitian selanjutnya Mikroalga dipanen padafasa stationer dengan cara sentrifugasi padakecepatan 1914 g Biomassa mikroalga yang didapatdikeringkan pada kondisi gelap selama 3 harikemudian disimpan pada suhu 4 C sampai waktuanalisis (Kee et al 2017)

Tahap induksi dengan stres nitrogen dan fosfor

Penerapan stres nutrien yang berupa kekuranganatau kelebihan kadar N dan P pada medium BBMdilakukan setelah kultur mikroalga di dalam mediumBBM mencapai akhir fasa eksponensial (hari ke 18 )

Kultur berumur 18 hari disentrifugasi pada kecepatan1914 g kemudian biomasa mikroalga yang diperolehdimasukkan ke dalam medium BBM termodifikasiberikut BBM kekurangan N dan P mengandung 0 MNaNO3 0 M KH2PO4 BBM kelebihan N mengandung1 M NaNO3 (3 kali lipat) 15 M NaNO3 (5 kali lipat)dan 3 M NaNO3 (10 kali lipat) BBM kelebihan Pmengandung 04 M KH2PO4 (3 kali lipat) 06 M KH2PO4(5 kali lipat) 13 M KH2PO4 (10 kali lipat) Mediumkontrol adalah BBM dalam kondisi normal dengan 03M NaNO3 dan 01 M KH2PO4 lalu dikultur selama 3hari (Moussa Chtourou Karray Sayadi amp Dhouib2017)

Penentuan pertumbuhan dan produktivitasbiomassa

Pertumbuhan mikroalga diamati setiap hari denganpengukuran OD400nm dan biomasa sel kering (DCW)mgL Produktifitas biomassa (BP) ditentukan nilainyadengan mengacu kepada persamaan BP (mgLhari)(Moussa et al 2017)

Penentuan pigmen fotosintesis

Kandungan pigmen klorofil a klorofil b dankarotenoid total ditentukan berdasarkan metodaLichtenthaler (1987) Kultur mikroalga (2 mL)disentrifugasi pada kecepatan 1914 g selama 5 menitpelet diambil lalu ditambahkan metanol lalu diinkubasipada suhu 60 C selama 30 menit kemudiandidinginkan pada suhu ruang dan disentrifugasi ulangpada kecepatan 1914 g selama 5 menit Pigmenterlarut diukur pada panjang gelombang 470 650 dan665 nm

Kandungan pigmen ditentukan dengan formulasisebagai berikut Klorofil a(microgmL) = (1672 x A665) - (916 x A652)Klorofil b(microgmL) = (3409 x A652)-(1528 x A665)Karotenoid (microgmL) = (1000 x A470) - (163 x klorofil

a)-(10496 x klorofil b) 221

Analisis b-karoten dengan HPLC

Standar -karoten (Sigma Aldrich) ditimbangsebanyak 5 mg lalu dilarutkan dalam 10 mL pelarut(fasa gerak) diklorometan asetonitril metanoldengan perbandingan 207010 (vvv) untukmendapatkan larutan stok -karoten 500 ppm Larutanstandar -karoten 375 ppm 75 ppm 150 ppm dan300 ppm dibuat dengan cara mengencerkan larutanstok -karoten

Sebelum pengukuran dengan HPLC pigmendiekstrak dengan cara maserasi sebanyak 01 g

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

12

Berat -karoten dalamsampel (mg)

Berat biomassa keringmikroalga (mg)

x 100

biomassa kering mikroalga dengan 5 mL asetonselama 24 jam sebanyak 3 kali hingga ekstrak tidakberwarna Selanjutnya ekstrak disentrifugasi padakecepatan 4000 g selama 3 menit untuk memisahkansisa-sisa biomassanya lalu dikeringkan dalamkondisi gelap selama 1 malam Ekstrak keringdilarutkan dalam 2 mL pelarut (fasa gerak)diklorometan asetonitri l metanol denganperbandingan 207010 Selanjutnya -karoten standardan sampel di injeksikan ke instrumen HPLC(Shimadzu SPD 20 A SPD-20AV) yang dilengkapidengan kolom C18 (Shim-pack VP-ODS LUNA)Absorbansi diukur pada panjang gelombang 450 nmdengan kecepatan alir bahan 09 mLmenit padatemperatur 25 C (Sekatresna Dharma Zein ampChaidir 2016) Kadar -karoten pada mikroalga terpilihdihitung dengan menggunakan persamaan regresiyang dihasilkan dari analisis HPLC -karoten standarPersentase -karoten dihitung dengan persamaanberikut

Penapisan dengan cara penyinaran UV-A 326 nmpada kultur campuran 18 spesies mikroalgamenyisakan 5 jenis mikroalga yaitu Oocystis spDenticula tenuis Gleocystis schroeteri Scenedesmuslongispina dan Fragillaria construens Mikroalga yangmasih bertahan merupakan mikroalga yang berpotensimengandung karotenoid tinggi Namun hanyaOocystis sp yang dipelajari lebih lanjut pada penelitianini

Medium Pertumbuhan Mikroalga

Kecocokan terhadap medium pertumbuhan dapatdilihat melalui kurva waktu terhadap nilai OD400nm(Gambar 2) Terlihat pertumbuhan Oocystis sp terbaikadalah pada medium BBM diikuti oleh medium GM32-10-10 Masing-masing spesies mikroalgamempunyai kesesuaian komposisi medium yangberbeda Pertumbuhan Scenedesmus rubescens didalam medium GM 32-10-10 terlihat lebih baikdibandingkan di dalam medium BBM sementaraGaldieria sulphuraria tumbuh dengan pola dan tingkatpertumbuhan yang sama di dalam medium BBMmaupun di dalam GM 32-10-10 (Hernandi Dharma ampArmaini 2018) Kedua mikroalga terakhir berasal darisumber air yang sama dengan Oocystis sp

Pertumbuhan Oocystis sp sama sekali tidakdidukung oleh medium GM 6-30-30 dan GM 10-55-10 sedangkan GM 32-10-10 dapat mendukungpertumbuhan Oocystis sp namun masih lebih rendahdibandingkan dengan medium BBM Didugakandungan N pada medium GM 6-30-30 dan GM 10-55-10 sangat kecil sehingga tidak bisa mendukungpertumbuhan mikroalga Oocystis sp (Gambar 2)Berdasarkan hal tersebut persentase optimum Nuntuk mendukung pertumbuhan Oocystis sp adalah34 seperti yang terkandung di dalam medium BBM

Nutrien adalah faktor penting dalam produksibiomassa mikroalga terlebih pada unsur makronutrienseperti N P dan K Medium GM 32-10-10 yangmemiliki kandungan N lebih tinggi dari P dan K-nyaterdeteksi memiliki umurmasa kultur Oocystis spyang lebih panjang serta biomassa lebih tinggidibandingkan dengan medium GM lainnya Namunpertumbuhan Oocystis sp lebih baik pada mediumBBM daripada medium GM 32-10-10 Dalam mediumBBM terkandung N sebesar 25 gL dari NaNO3 Psebesar 175 gL dari KH2PO4 dan K sebesar 75 gLdari K2HPO4 Pada komposisi demikian didapatkanrata-rata produktifitas bioamassa mikroalga Oocystissp sekitar 07 gL Dari lima medium yang telahdiujicobakan medium BBM memberikan hasil pada

-karoten () =

Analisis statistik

Analisis statistik dilakukan dengan perangkatlunak SPSS dengan metoda One Way Analysis OfVariance (ANOVA) Perlakuan dilakukan triploSignifikan hasil uji dipertimbangkan ketika p lt 005

HASIL DAN PEMBAHASAN

Keragaman Spesies Mikroalga

Sampel diambil dari air Danau Atas yang terletakpada ketinggian di atas 1400 mdpl dengan suhu relatifrendah yaitu berkisar 185 degC Mikroorganisme yangberasal dari lingkungan ekstrim mampu memproduksikarotenoid dengan jumlah tinggi salah satunyalingkungan dengan suhu rendah (Strand Shivaji ampLiaaen-Jensen 1997) sehingga dari lokasi sampeldiharapkan mikroalga yang terisolasi berpotensisebagai sumber karotenoid seperti -karoten

Dari sampel air Danau Atas dapat dikenali sebanyak18 spesies mikroalga berdasarkan morfologinya Jenis-jenis tersebut diamati dengan mikroskop binokuler dandiidentifikasi berdasarkan sumber wwwalgabaseorgMorfologi mikroalga yang teridentifikasi dari Danau Diatasdisajikan pada Gambar 1

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

12

Berat -karoten dalamsampel (mg)

Berat biomassa keringmikroalga (mg)

x 100

biomassa kering mikroalga dengan 5 mL asetonselama 24 jam sebanyak 3 kali hingga ekstrak tidakberwarna Selanjutnya ekstrak disentrifugasi padakecepatan 4000 g selama 3 menit untuk memisahkansisa-sisa biomassanya lalu dikeringkan dalamkondisi gelap selama 1 malam Ekstrak keringdilarutkan dalam 2 mL pelarut (fasa gerak)diklorometan asetonitri l metanol denganperbandingan 207010 Selanjutnya -karoten standardan sampel di injeksikan ke instrumen HPLC(Shimadzu SPD 20 A SPD-20AV) yang dilengkapidengan kolom C18 (Shim-pack VP-ODS LUNA)Absorbansi diukur pada panjang gelombang 450 nmdengan kecepatan alir bahan 09 mLmenit padatemperatur 25 C (Sekatresna Dharma Zein ampChaidir 2016) Kadar -karoten pada mikroalga terpilihdihitung dengan menggunakan persamaan regresiyang dihasilkan dari analisis HPLC -karoten standarPersentase -karoten dihitung dengan persamaanberikut

Penapisan dengan cara penyinaran UV-A 326 nmpada kultur campuran 18 spesies mikroalgamenyisakan 5 jenis mikroalga yaitu Oocystis spDenticula tenuis Gleocystis schroeteri Scenedesmuslongispina dan Fragillaria construens Mikroalga yangmasih bertahan merupakan mikroalga yang berpotensimengandung karotenoid tinggi Namun hanyaOocystis sp yang dipelajari lebih lanjut pada penelitianini

Medium Pertumbuhan Mikroalga

Kecocokan terhadap medium pertumbuhan dapatdilihat melalui kurva waktu terhadap nilai OD400nm(Gambar 2) Terlihat pertumbuhan Oocystis sp terbaikadalah pada medium BBM diikuti oleh medium GM32-10-10 Masing-masing spesies mikroalgamempunyai kesesuaian komposisi medium yangberbeda Pertumbuhan Scenedesmus rubescens didalam medium GM 32-10-10 terlihat lebih baikdibandingkan di dalam medium BBM sementaraGaldieria sulphuraria tumbuh dengan pola dan tingkatpertumbuhan yang sama di dalam medium BBMmaupun di dalam GM 32-10-10 (Hernandi Dharma ampArmaini 2018) Kedua mikroalga terakhir berasal darisumber air yang sama dengan Oocystis sp

Pertumbuhan Oocystis sp sama sekali tidakdidukung oleh medium GM 6-30-30 dan GM 10-55-10 sedangkan GM 32-10-10 dapat mendukungpertumbuhan Oocystis sp namun masih lebih rendahdibandingkan dengan medium BBM Didugakandungan N pada medium GM 6-30-30 dan GM 10-55-10 sangat kecil sehingga tidak bisa mendukungpertumbuhan mikroalga Oocystis sp (Gambar 2)Berdasarkan hal tersebut persentase optimum Nuntuk mendukung pertumbuhan Oocystis sp adalah34 seperti yang terkandung di dalam medium BBM

Nutrien adalah faktor penting dalam produksibiomassa mikroalga terlebih pada unsur makronutrienseperti N P dan K Medium GM 32-10-10 yangmemiliki kandungan N lebih tinggi dari P dan K-nyaterdeteksi memiliki umurmasa kultur Oocystis spyang lebih panjang serta biomassa lebih tinggidibandingkan dengan medium GM lainnya Namunpertumbuhan Oocystis sp lebih baik pada mediumBBM daripada medium GM 32-10-10 Dalam mediumBBM terkandung N sebesar 25 gL dari NaNO3 Psebesar 175 gL dari KH2PO4 dan K sebesar 75 gLdari K2HPO4 Pada komposisi demikian didapatkanrata-rata produktifitas bioamassa mikroalga Oocystissp sekitar 07 gL Dari lima medium yang telahdiujicobakan medium BBM memberikan hasil pada

-karoten () =

Analisis statistik

Analisis statistik dilakukan dengan perangkatlunak SPSS dengan metoda One Way Analysis OfVariance (ANOVA) Perlakuan dilakukan triploSignifikan hasil uji dipertimbangkan ketika p lt 005

HASIL DAN PEMBAHASAN

Keragaman Spesies Mikroalga

Sampel diambil dari air Danau Atas yang terletakpada ketinggian di atas 1400 mdpl dengan suhu relatifrendah yaitu berkisar 185 degC Mikroorganisme yangberasal dari lingkungan ekstrim mampu memproduksikarotenoid dengan jumlah tinggi salah satunyalingkungan dengan suhu rendah (Strand Shivaji ampLiaaen-Jensen 1997) sehingga dari lokasi sampeldiharapkan mikroalga yang terisolasi berpotensisebagai sumber karotenoid seperti -karoten

Dari sampel air Danau Atas dapat dikenali sebanyak18 spesies mikroalga berdasarkan morfologinya Jenis-jenis tersebut diamati dengan mikroskop binokuler dandiidentifikasi berdasarkan sumber wwwalgabaseorgMorfologi mikroalga yang teridentifikasi dari Danau Diatasdisajikan pada Gambar 1

13

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

Gambar 2 Pertumbuhan mikroalga Oocystis sp pada media BBM dan GrowmoreFigure 2 Oocystis sp growth on BBM and Growmore media

Gambar 1 Mikroalga yang teridentifikasi dari perairan Danau Atas Alahan Panjang Kabupaten Solok denganperbesaran 400x (a) Asterococcus limneticus (b) Botryococcus braunii (c) Chroococcus dispersus(d) C limnticus (e) Coeleastrum morus (f) Dyctiosphaerium pulchellum (g) Fischerella mucicola(h) Fragillaria construens (i) Gleocystis schroeteri (j) Microcystis aeruginosa (k) Oocystis sp (l)Pediastrum integrum (m) Scenedesmus quadricauda (n) S obliquus (o) S arcuatus (p)Aulacoseira italica (q) S longispina (r) Denticula tenuis

Figure 1 Microalgae identified from the waters of Danau Atas Alahan Panjang Kabupaten Solok with amagnification of 400x(a) Asterococcus limneticus (b)Botryococcus braunii (c) Chroococcusdispersus (d) C limnticus (e) Coeleastrum morus (f) Dyctiosphaerium pulchellum (g) Fischerellamucicola (h) Fragillaria construens (i) Gleocystis schroeteri (j) Microcystis aeruginosa (k)Oocystis sp (l) Pediastrum integrum (m) Scenedesmus quadricauda (n) S obliquus (o) Sarcuatus (p) Aulacoseira italica (q) S longispina (r) Denticula tenuis

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

0 5 10 15 20 25

Kepa

data

n O

ptik

Opt

ical

Den

sity

(OD

)

HariDays

Growmore 6 -30-30 Growmore 10-55-10

Growmore 20-20-20 Growmore 32-10-10

BBM

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

14

KeteranganNotes a = BBM tanpa NaNO3BBM without NaNO3 f = BBM tanpa KH2PO4BBM without KH2PO4b = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 g = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4c = BBM dengan 5x NaNO3BBM with 5x NaNO3 h = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4d = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 i = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with10x KH2PO4e = BBM NormalNormal BBM

Gambar 3 Produkvitas biomassa mikroalga Oocystis sp (gmLhari) selama proses kultivasi 21 hariFigure 3 Microalgae Oocystis sp (gmLday) biomass productivity during 21 days cultivation process

kultur Oocystis sp terbaik sehingga digunakan padakultur selanjutnya

Efek induksi terhadap produktivitas biomassaOocystis sp

Produktivitas biomassa mikroalga Oocystis sptertinggi diperoleh pada perlakuan induksi dalamkondisi kosentrasi 5x NaNO3 yaitu sekitar 00017 gmLhari (Gambar 3) Hal ini menunjukkan keadaanmedium induksi Oocystis sp pada konsentrasioptimal sedangkan induksi dengan kelebihan NaNO3lainnya dan medium BBM normal (kontrol) memilikiproduktivitas yang lebih rendah (Gambar 3) Stresnitrogen (N) berpengaruh terhadap produktivitasbiomassa Oocystis sp (plt005) Perlakuankonsentrasi N yang kurang dan berlebih dari kondisinormal dapat memberikan efek berbeda terhadapproduktivitas biomassa Oocystis sp Nitrogen adalahfaktor penting pada medium pertumbuhan dengankonsentrasi tertentu Kelebihan atau kekurangan akanmengganggu pertumbuhan sel Hal ini tergantung darikondisi kultur dan jenis spesies (Li Horsman WangWu amp Lan 2008)

Keberadaan N dalam medium pertumbuhan sangatberpengaruh terhadap produktivitas biomassaProduktivitas biomassa Oocystis spdalam kondisimedium tanpa N (0 M NaNO3) terdeteksi paling rendahyaitu sekitar 00011 gmLhari Barsanti dan Gualtieri(2006) dalam Wehr (2018) menyatakan bahwa Nmerupakan komponen utama untuk pertumbuhan algakarena fungsinya dalam komposisi stuktural sel danfungsi protein seperti enzim dalam sel alga Namunhasil penelitian menunjukkan mikroalga masih dapatbertahan hidup walaupun tanpa N Hal ini karenamikroalga mampu memanfaatkan cadangan N sepertiklorofil yang dikonversi ke protein asam nukleat danisi sel lainnya Li et al (2008) menyatakan hal tersebutdilakukan untuk menopang pertumbuhan mikroalgasehingga mikroalga masih bisa bertahan

Selain N unsur P juga berpengaruh terhadappertumbuhan dan produktivitas biomassa Oocystis spKultur mikroalga Oocystis sp pada medium 0 MKH2PO4 (defisiensi fosfor) memiliki produktifitasbiomassa yang rendah Hal tersebut senada denganhasil penelitian yang didapatkan oleh Kozlowska-Szerenos et al (2000) terhadap C vulgaris Pada

00011plusmn00001

00013plusmn00001

00017plusmn00001

00015plusmn 0000000015plusmn00001

00012plusmn00001

00015plusmn00001

00015plusmn00002

00014plusmn00001

00000

00002

00004

00006

00008

00010

00012

00014

00016

00018

00020

a b c d e f g h i

Prod

uktiv

itas

biom

assa

(gm

Lha

ri)

Bio

mas

s pr

oduc

tivity

(gm

lday

)

PerlakuanTreatment

15

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

penelitian mereka terjadi penurunan pertumbuhanChorella vulgaris dari 30 hingga 40 akibatpembatasan jumlah fosfor pada kultur dibandingkandengan mikroalga yang dikultur dalam mediumkontrol Walaupun demikian beberapa mikroalgamasih dapat tumbuh jika terjadi defisiensi sumberfosfor karena proses asimilasi fosfat (Li et al 2008)

Hasil penelitian ini juga menunjukkan pengaruhkeberadaan P dalam jumlah berlebih dalam mediumpertumbuhan Konsentrasi P sebesar 3 kali 5 kalidan 10 kali KH2PO4 menunjukkan produktivitasbiomassa Oocystis sp yang cenderung konstannamun lebih baik daripada perlakuan tanpa KH2PO4Hasil yang sama juga didapatkan oleh Moussa et al(2017) pada mikroalga Tetraselmis marina yang tetapbertahan di bawah kondisi defisiensi P walaupun darisegi produktivitas biomassa menurun dari padaperlakuan kelebihan P Produktivitas biomassa akibatperlakuan induksi dengan kelebihan KH2PO4terdeteksi dengan baik hal ini kemungkinandisebabkan peranan K dalam makronutrien tersebutUnsur K merupakan kofaktor pada banyak reaksienzim yang mempengaruhi laju pertumbuhan danperkembangan (Talling 2010)

Unsur N dan P merupakan makronutrien untukpertumbuhan dan metabolisme dari sel alga Nadalah unsur fundamental untuk membentuk proteindan asam nukleat N terintegrasi pada molekulesensial seperti ATP P juga merupakan komponenyang sangat penting P merupakan backbone dariDNA dan RNA yang merupakan makromolekulesensial untuk kehidupan semua sel Selain itu Pmerupakan komponen kunci dari fosfolipid (JunejaCeballos amp Murthy 2013)

Efek Induksi terhadap Pigmen FotosintesisOocystis sp

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystissp berpengaruh terhadap kandungan pigmenfotosintesisnya (Gambar 4) Analisis statistikmenunjukkan bahwa perlakuan stres N dan Pmemberikan pengaruh yang signifikan terhadapkandungan pigmen klorofil a klorofil b sertakarotenoid pada mikroalga Oocystis sp (plt005)Kandungan karotenoid total dengan medium induksitanpa NaNO3 terdeteksi lebih tinggi dibandingkanmedium induksi yang memiliki kelebihan kandunganNaNO3 seperti 3x NaNO3 5x NaNO3 dan 10x NaNO3Hal tersebut menunjukkan faktor kekurangan Nmenstimulus respon fisiologis dengan cepat yangselanjutnya diarahkan kedalam jalur biosintesismetabolit sekunder termasuk karotenoid Secaraumum defisiensi N mempunyai efek yang lebih baikdaripada kelebihan N terhadap kandungan karotenoidBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh

Borowitzka et al (1991) terjadi peningkatan karotenoidjenis astaxantin pada mikroalga Haematococcuspluvialis karena kondisi defisiensi N Pada kondisikultur mikroalga dengan kandungan N yang rendahmikroalga akan menjadikan karbon (C) yang terdapatpada sel dan medium untuk sintesis karotenoidsedangkan kultur yang kaya dengan nitrogenmenjadikan karbon sebagai bahan untuk asimilasinitrogen

Nilai klorofil a dan b terdeteksi lebih rendah didalam medium pertumbuhan tanpa N dibandingkandengan medium yang kelebihan N nilai-nilai tersebutberbanding terbalik dengan kandungan karotenoidnyaKlorofil akan mudah terdeteksi pada medium yangkaya N karena N tersebut digunakan sebagai Nintraseluler untuk mendukung lebih lanjut pertumbuhansel dan produksi biomassa sampai N di media tersebutberkurang (Li et al 2008) Sebagai contohChlamydomonas reinhartdtii dan Scenedesmussubpicatus hanya memasuki fasa stationer saat levelN dalam medium di bawah 005 mgL (Dean SigeeEstrada amp Pittman 2010)

Studi lain melaporkan ketika N ditambahkan kedalam medium inokulum Chorella minutissima yangtelah kekurangan N ternyata terjadi peningkatankandungan klorofil a dan b Hal ini mengindikasikankeberadaan N dalam medium menyebabkanakumulasi pada klorofil a dan b Pada perlakuan Nyang lebih tinggi akan terjadi perbaikan dari klorofilselanjutnya akan menunjukkan laju pertumbuhan lebihcepat Akan tetapi pada medium yang kekurangan Nmaka klorofil akan didegradasi menjadi N dandigunakan kembali untuk pertumbuhan dengankandungan klorofil a dan b yang lebih rendah Hasilyang sama juga terjadi penurunan klorofil dengancepat pada mikroalga Neochloris oleoabundus yangtelah dikultur selama 2 hari (Li et al 2008)

Pada perlakuan induksi dengan 5x KH2PO4 dan10x KH2PO4 kandungan karotenoid terdeteksi lebihtinggi namun kandungan klorofil a dan b terdeteksilebih rendah sedangkan untuk perlakuan 3x KH2PO4dan tanpa KH2PO4 memiliki kandungan karotenoidyang rendah namun dengan kandungan klorofil a danb yang lebih tinggi Kekurangan P dalam mediummampu menurunkan produktivitas biomassa sertakandungan karotenoid namun tidak memberikan efekpenurunan terhadap pigmen klorofil pada mikroalga(Kozlowska-Szerenos et al 2000)

Unsur P mempunyai peranan dalam prosesmetabolisme energi Kelebihan atau peningkatankandungan P dalam medium pertumbuhan mikroalgaTetraselmis marina memberikan korelasi positifterhadap kandungan karotenoidnya (Moussa et al2017) selain itu peningkatan P dan N dalam mediumpertumbuhan terdeteksi mampu meningkatkan pigmen

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

16

KeteranganNotes a = BBM normal 03 M NaNO3 dan 01 M KH2PO4Normal BBM 03 M NaNO3 01 M and KH2PO4

b = BBM tanpa NaNO3without NaNO3 f = BBM tanpa KH2PO4BBM without KH2PO4

c = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 g = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4d = BBM dengan 5x NaNO3)BBM with 5x NaNO3 h = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4e = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 i = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 4 Efek konsentrasi NaNO3 dan KH2PO4 terhadap kandungan pigmen fotosintesis Figure 4 The effects concentrations of NaNO3 and KH2PO4 on the pigment content of photosynthesis

fotosintesis pada mikroalga Hypnea musciformis(Martins Junior Colepicolo amp Yokoya 2011)

Mikroalga diketahui memproduksi pigmen dansenyawa bioaktif yang terfokus pada tiga jenis antaralain klorofil phicobillin dan karotenoid (AbaldeFabregas amp Herrero 1991) Pigmen fotosintesisseperti klorofil a dan b memiliki peranan penting dalamproses fotosintesis Hasil penelitian ini menunjukkanbahwa konsentrasi nutrien dapat mempengaruhikandungan pigmen pada mikroalga Oocystis sp

Analisis -karoten

Analisis standar -karoten dengan HPLCmenghasilkan persamaan regresi y =1279061826x - 5084104 dengan nilai R2 = 094 Kandungan -karoten tertinggi pada mikroalga Oocystis spterdeteksi pada perlakuan induksi dengan kandunganmedium BBM dengan 5x KH2PO4 yaitu sekitar 022dari berat kering biomassa mikroalga (Gambar 5)

Persentase demikian mengindikasikan bahwakandungan -karoten mikroalga Oocystis sp terbilangcukup baik Menurut Miledge kosentrasi rata-ratakarotenoid (-karoten) pada mikroalga secara umumadalah 01-2 (Milledge 2011)

Pengaruh induksi medium BBM dengankandungan 5x KH2PO4 terhadap -karoten padamikroalga Oocystis sp dapat dinyatakan lebih tinggi16 kali lipat dibandingkan dengan mikroalga yangtidak diberi perlakuan induksi sama sekali Selain ituproduktivitas biomassanya pun hampir sama denganmikroalga yang diinduksi dengan medium BBM normalyaitu 0001 gmLhari Dengan demikian perlakuaninduksi dengan medium yang kaya fosfor memberikanefek yang positif terhadap sintesis -karoten padamikroalga Oocystis sp

Kandungan -karoten (Gambar 5) pada perlakuaninduksi tanpa KH2PO4 tidak terdeteksi sama sekaliHasil yang sama juga ditemukan pada mikroalga

11 plusmn 098

995 plusmn 022

1363 plusmn 027

1132 plusmn 089

1068 plusmn 076

1358 plusmn 089

1057 plusmn 216

715 plusmn 069752 plusmn 063

607 plusmn 096

202 plusmn 058

967 plusmn 055

618plusmn 113

495 plusmn 047

946 plusmn 005

4 plusmn 147

081 plusmn 003

194 plusmn 113202 plusmn 031

365 plusmn 031

138 plusmn 009

209 plusmn 05626 plusmn 015

181 plusmn 011

276 plusmn 006

667 plusmn 019

566 plusmn 066

0

2

4

6

8

10

12

14

16

a b c d e f g h i

kontrol control NaNO3 NaNO3 KH_2 PO_4 KH2PO4

Kose

ntr

asi

(μ

gm

l)C

once

ntr

atio

n (μg

ml)

PerlakuanTreatments

Klorofil a chlorophyll a(microgml) Klorofil b chlorophyll b(microgml) karotenoid carotenoids (microgml)Klorofil aChlorophyll a (gml)

NaNO3KontrolControl

Klorofil bChlorophyll b (gml) KarotenoidCarotenoids (gml)

KH2PO4

17

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

KeteranganNotes a = Tidak diinduksiNo inductionb = BBM normalNormal BBMc = BBM tanpa NaNO3BBM without 0 NaNO3 g = BBM tanpa KH2PO4BBM without 0 KH2PO4d = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 h = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4e = BBM dengan 5x NaNO3BBM with5x NaNO3 i = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4f = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 j = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 5 Kadar -karoten pada mikroalga Oocystis sp dalam beberapa perlakuanFigure 5 The levels of -carotene in Oocystis sp microalgae in several treatments

014plusmn002

008plusmn001

019plusmn003

000

008plusmn001008plusmn001

000

009plusmn001

022plusmn002

019plusmn008

000

005

010

015

020

025

030

a b c d e f g h i j

Kada

r β-k

arot

en (

Ber

at K

erin

g)

Cont

ent o

f β-c

arot

en (

dry

wei

ght

Perlakuan Treatments

Nannochloropsis bahwa tidak terjadi peningkatankandungan karotenoid jenis -karoten pada mikroalgayang ditumbukan dalam medium dengan kandunganP yang kurang namun terjadi peningkatan padazeaxantin Selain -karoten karotenoid lain yang tidakmengalami peningkatan adalah violaxantin dancantaxantin (Forjaacuten Garbayo Casal amp Viacutelchez2007)

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystis spdengan medium BBM tanpa NaNO3 terdeteksi memilikikandungan -karoten sekitar 019 berat keringmikroalga (Gambar 5) Data tersebut menunjukkanpeningkatan kandungan -karoten akibat prosesinduksi sekitar 134 kali lipat dibandingkan denganmikroalga yang tidak diberikan perlakuan induksiSecara umum defisiensi N mempunyai efek yang lebihbaik dalam produksi -karoten daripada kondisikelebihan N seperti pada mikroalga Dunaliella salinayang memberikan efek peningkatan kandungan -karoten diatas 27 berat kering mikroalga (MinhasHodgson Barrow amp Adholeya 2016) Namun berbedadengan hasil penelitian yang didapatkan oleh Couso

et al (2012) pada mikroalga Chlamydomonasreinhardtii bahwa defisiensi nitrogen pada mediumpertumbuhan tidak memberikan hasil yang lebih baikterhadap karotenoid jenis -karoten namunmenunjukkan hasil yang lebih baik pada jeniskarotenoid lainnya seperti zeaxantin Hal tersebutdisebabkan oleh aktivasi siklus xantofil

KESIMPULAN

Pada proses penapisan mikroalga penghasilkarotenoid dari perairan Danau Atas diperoleh Oocystissp sebagai spesies yang mampu bertahan terhadapstres oksidatif sinar UV-A 326 nm Karotenoid jenis-karoten pada Oocystis sp dapat dioptimalkandengan cara pemberian stres nutrien N dan P Hasilmenunjukkan induksiOocystis sp dengan mediumBBM yang mengandung 5x KH2PO4 memberikanhasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuaninduksi lainnya Penelitian selanjutnya diharapkandapat melakukan analisis terhadap kandungankarotenoid jenis lainnya seperti astaxantin zeaxantinlutein dan masih banyak lagi

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

18

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian penelitiandan penyusunan artikel ilmiah ini Terucap kepadaanalis Laboratorium Biokimia Genetika FMIPAUniversitas Andalas dan Analis Laboratorium DasarSentral Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Abalde J Fabregas J amp Herrero C (1991) acirc-Carotene vitamin C and vitamin E content of themarine microalga Dunaliella tertiolecta cultured withdifferent nitrogen sources Bioresource Technology38(2ndash3) 121ndash125 httpsdoiorg1010160960-8524(91)90142-7

Asker D amp Ohta Y (1999) Production of canthaxanthinby extremely halophilic bacteria Journal of Bioscienceand Bioengineering 88(6) 617ndash621 httpsdoiorg101016S1389-1723(00)87089-9

Borowitzka M A Huisman J M amp Osborn A (1991)Culture of the astaxanthin-producing greenalgaHaematococcus pluvialis 1 Effects of nutrientson growth and cell type Journal of Applied Phycology3(4) 295ndash304 httpsdoiorg101007BF02392882

Coates C R Trentacoste E amp Gerwick W H (2013)Bioactive and novel chemicals from microalgae In ARichmond amp Q Hu (Eds) Handbook of microalgalculture (pp 504ndash531) John Wiley amp Sons Ltd httpsdoiorg1010029781118567166ch26

Couso I Vila M Vigara J Cordero B F Vargas MAacute Rodriacuteguez H amp Leoacuten R (2012) Synthesis ofcarotenoids and regulation of the carotenoidbiosynthesis pathway in response to high light stressin the unicellular microalga Chlamydomonasreinhardtii European Journal of Phycology 47(3)2 2 3 ndash 2 3 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 8 0 096702622012692816

Dean A P Sigee D C Estrada B amp Pittman J K(2010) Using FTIR spectroscopy for rapiddetermination of lipid accumulation in response tonitrogen limitation in freshwater microalgaeBioresource Technology 101(12) 4499ndash4507 httpsdoiorg101016jbiortech201001065

Forjaacuten E Garbayo I Casal C amp Viacutelchez C (2007)Enhancement of carotenoid production in In AMeacutendez-Vilas (Ed) Communicating CurrentResearch and Educational Topics and Trends inApplied Microbiology (pp 356ndash364) Formatex

Hernandi R Dharma A A (2018) Screening Isolationand Characterization of the Potential Microalgae asBiodiesel Production from Lake Kerinci Jambi 9(6) 5

Juneja A Ceballos R M amp Murthy G S (2013) Effectsof environmental factors and nutrient availability onthe biochemical composition of algae for biofuelsproduction A review Energies 6(9) 4607ndash4638httpsdoiorg103390en6094607

Kozlowska-Szerenos B Zielintildeski P Stanissup3aw ampMaleszewski (2000) Involvement of glycolate

metabolism in acclimation of Chlorella vulgariscultures to low phosphate supply Plant Physiologyand Biochemistry 38(9) 727ndash734 httpsdoiorg101016S0981-9428(00)01175-X

Lam M K Yusoff M I Uemura Y Lim J W Khoo CG Lee K T amp Ong H C (2017) Cultivation ofChlorella vulgaris using nutrients source fromdomestic wastewater for biodiesel productionGrowth condition and kinetic studies RenewableEnergy 103 197ndash207 httpsdoiorg101016jrenene201611032

Li Y Horsman M Wang B Wu N amp Lan C Q (2008)Effects of nitrogen sources on cell growth and lipidaccumulation of green alga Neochlorisoleoabundans Applied Microbiology andBiotechnology 81(4) 629ndash636 httpsdoiorg101007s00253-008-1681-1

Lichtenthaler H K (1987) Chlorophylls andCarotenoids Pigments of PhotosyntheticBiomembranes Methods in Enzymology 148(C)3 5 0 - 3 8 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 1 6 0 0 7 6 -6879(87)48036-1

Martins A P Junior O N Colepicolo P amp Yokoya N S(2011) Effects of nitrate and phosphate availabilitieson growth photosynthesis and pigment and proteincontents in colour strains of Hypnea musciformis(Wulfen in Jacqu) JV Lamour (GigartinalesRhodophyta) Brazilian Journal of Pharmacognosy21(2) 340ndash348 httpsdoiorg101590S0102-695X2011005000078

Milledge J J (2011) Commercial application ofmicroalgae other than as biofuels A brief reviewReviews in Environmental Science andBiotechnology 10(1) 31ndash41 httpsdoiorg101007s11157-010-9214-7

Minhas A K Hodgson P Barrow C J amp Adholeya A(2016) A review on the assessment of stress conditionsfor simultaneous production of microalgal lipids andcarotenoids Frontiers in Microbiology 7(MAY) 1ndash19httpsdoiorg103389fmicb201600546

Moussa I D-B Chtourou H Karray F Sayadi S ampDhouib A (2017) Nitrogen or phosphorus repletionstrategies for enhancing lipid or carotenoid productionfrom Tetraselmis marina Bioresource Technology238 325ndash332 httpsdoiorg101016jbiortech201704008

Paliwal C Mitra M Bhayani K Bharadwaj S V VGhosh T Dubey S amp Mishra S (2017) Abioticstresses as tools for metabolites in microalgaeBioresource Technology 244 1216-1226 httpsdoiorg101016jbiortech201705058

Ramos A Coesel S Marques A Rodrigues MBaumgartner A Noronha J hellip Varela J (2008)Isolation and characterization of a stress-inducibleDunaliella salina Lcy-beta gene encoding a functionallycopene beta-cyclase Applied Microbiology andBiotechnology 79(5) 819 httpsdoiorg101007s00253-008-1492-4

Sekatresna W Dharma A Zein R amp Chaidir Z (2016)Identification of blue-green algae unculturedoscillatoria sp IPOME-4 isolated from local industry

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

14

KeteranganNotes a = BBM tanpa NaNO3BBM without NaNO3 f = BBM tanpa KH2PO4BBM without KH2PO4b = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 g = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4c = BBM dengan 5x NaNO3BBM with 5x NaNO3 h = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4d = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 i = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with10x KH2PO4e = BBM NormalNormal BBM

Gambar 3 Produkvitas biomassa mikroalga Oocystis sp (gmLhari) selama proses kultivasi 21 hariFigure 3 Microalgae Oocystis sp (gmLday) biomass productivity during 21 days cultivation process

kultur Oocystis sp terbaik sehingga digunakan padakultur selanjutnya

Efek induksi terhadap produktivitas biomassaOocystis sp

Produktivitas biomassa mikroalga Oocystis sptertinggi diperoleh pada perlakuan induksi dalamkondisi kosentrasi 5x NaNO3 yaitu sekitar 00017 gmLhari (Gambar 3) Hal ini menunjukkan keadaanmedium induksi Oocystis sp pada konsentrasioptimal sedangkan induksi dengan kelebihan NaNO3lainnya dan medium BBM normal (kontrol) memilikiproduktivitas yang lebih rendah (Gambar 3) Stresnitrogen (N) berpengaruh terhadap produktivitasbiomassa Oocystis sp (plt005) Perlakuankonsentrasi N yang kurang dan berlebih dari kondisinormal dapat memberikan efek berbeda terhadapproduktivitas biomassa Oocystis sp Nitrogen adalahfaktor penting pada medium pertumbuhan dengankonsentrasi tertentu Kelebihan atau kekurangan akanmengganggu pertumbuhan sel Hal ini tergantung darikondisi kultur dan jenis spesies (Li Horsman WangWu amp Lan 2008)

Keberadaan N dalam medium pertumbuhan sangatberpengaruh terhadap produktivitas biomassaProduktivitas biomassa Oocystis spdalam kondisimedium tanpa N (0 M NaNO3) terdeteksi paling rendahyaitu sekitar 00011 gmLhari Barsanti dan Gualtieri(2006) dalam Wehr (2018) menyatakan bahwa Nmerupakan komponen utama untuk pertumbuhan algakarena fungsinya dalam komposisi stuktural sel danfungsi protein seperti enzim dalam sel alga Namunhasil penelitian menunjukkan mikroalga masih dapatbertahan hidup walaupun tanpa N Hal ini karenamikroalga mampu memanfaatkan cadangan N sepertiklorofil yang dikonversi ke protein asam nukleat danisi sel lainnya Li et al (2008) menyatakan hal tersebutdilakukan untuk menopang pertumbuhan mikroalgasehingga mikroalga masih bisa bertahan

Selain N unsur P juga berpengaruh terhadappertumbuhan dan produktivitas biomassa Oocystis spKultur mikroalga Oocystis sp pada medium 0 MKH2PO4 (defisiensi fosfor) memiliki produktifitasbiomassa yang rendah Hal tersebut senada denganhasil penelitian yang didapatkan oleh Kozlowska-Szerenos et al (2000) terhadap C vulgaris Pada

00011plusmn00001

00013plusmn00001

00017plusmn00001

00015plusmn 0000000015plusmn00001

00012plusmn00001

00015plusmn00001

00015plusmn00002

00014plusmn00001

00000

00002

00004

00006

00008

00010

00012

00014

00016

00018

00020

a b c d e f g h i

Prod

uktiv

itas

biom

assa

(gm

Lha

ri)

Bio

mas

s pr

oduc

tivity

(gm

lday

)

PerlakuanTreatment

15

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

penelitian mereka terjadi penurunan pertumbuhanChorella vulgaris dari 30 hingga 40 akibatpembatasan jumlah fosfor pada kultur dibandingkandengan mikroalga yang dikultur dalam mediumkontrol Walaupun demikian beberapa mikroalgamasih dapat tumbuh jika terjadi defisiensi sumberfosfor karena proses asimilasi fosfat (Li et al 2008)

Hasil penelitian ini juga menunjukkan pengaruhkeberadaan P dalam jumlah berlebih dalam mediumpertumbuhan Konsentrasi P sebesar 3 kali 5 kalidan 10 kali KH2PO4 menunjukkan produktivitasbiomassa Oocystis sp yang cenderung konstannamun lebih baik daripada perlakuan tanpa KH2PO4Hasil yang sama juga didapatkan oleh Moussa et al(2017) pada mikroalga Tetraselmis marina yang tetapbertahan di bawah kondisi defisiensi P walaupun darisegi produktivitas biomassa menurun dari padaperlakuan kelebihan P Produktivitas biomassa akibatperlakuan induksi dengan kelebihan KH2PO4terdeteksi dengan baik hal ini kemungkinandisebabkan peranan K dalam makronutrien tersebutUnsur K merupakan kofaktor pada banyak reaksienzim yang mempengaruhi laju pertumbuhan danperkembangan (Talling 2010)

Unsur N dan P merupakan makronutrien untukpertumbuhan dan metabolisme dari sel alga Nadalah unsur fundamental untuk membentuk proteindan asam nukleat N terintegrasi pada molekulesensial seperti ATP P juga merupakan komponenyang sangat penting P merupakan backbone dariDNA dan RNA yang merupakan makromolekulesensial untuk kehidupan semua sel Selain itu Pmerupakan komponen kunci dari fosfolipid (JunejaCeballos amp Murthy 2013)

Efek Induksi terhadap Pigmen FotosintesisOocystis sp

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystissp berpengaruh terhadap kandungan pigmenfotosintesisnya (Gambar 4) Analisis statistikmenunjukkan bahwa perlakuan stres N dan Pmemberikan pengaruh yang signifikan terhadapkandungan pigmen klorofil a klorofil b sertakarotenoid pada mikroalga Oocystis sp (plt005)Kandungan karotenoid total dengan medium induksitanpa NaNO3 terdeteksi lebih tinggi dibandingkanmedium induksi yang memiliki kelebihan kandunganNaNO3 seperti 3x NaNO3 5x NaNO3 dan 10x NaNO3Hal tersebut menunjukkan faktor kekurangan Nmenstimulus respon fisiologis dengan cepat yangselanjutnya diarahkan kedalam jalur biosintesismetabolit sekunder termasuk karotenoid Secaraumum defisiensi N mempunyai efek yang lebih baikdaripada kelebihan N terhadap kandungan karotenoidBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh

Borowitzka et al (1991) terjadi peningkatan karotenoidjenis astaxantin pada mikroalga Haematococcuspluvialis karena kondisi defisiensi N Pada kondisikultur mikroalga dengan kandungan N yang rendahmikroalga akan menjadikan karbon (C) yang terdapatpada sel dan medium untuk sintesis karotenoidsedangkan kultur yang kaya dengan nitrogenmenjadikan karbon sebagai bahan untuk asimilasinitrogen

Nilai klorofil a dan b terdeteksi lebih rendah didalam medium pertumbuhan tanpa N dibandingkandengan medium yang kelebihan N nilai-nilai tersebutberbanding terbalik dengan kandungan karotenoidnyaKlorofil akan mudah terdeteksi pada medium yangkaya N karena N tersebut digunakan sebagai Nintraseluler untuk mendukung lebih lanjut pertumbuhansel dan produksi biomassa sampai N di media tersebutberkurang (Li et al 2008) Sebagai contohChlamydomonas reinhartdtii dan Scenedesmussubpicatus hanya memasuki fasa stationer saat levelN dalam medium di bawah 005 mgL (Dean SigeeEstrada amp Pittman 2010)

Studi lain melaporkan ketika N ditambahkan kedalam medium inokulum Chorella minutissima yangtelah kekurangan N ternyata terjadi peningkatankandungan klorofil a dan b Hal ini mengindikasikankeberadaan N dalam medium menyebabkanakumulasi pada klorofil a dan b Pada perlakuan Nyang lebih tinggi akan terjadi perbaikan dari klorofilselanjutnya akan menunjukkan laju pertumbuhan lebihcepat Akan tetapi pada medium yang kekurangan Nmaka klorofil akan didegradasi menjadi N dandigunakan kembali untuk pertumbuhan dengankandungan klorofil a dan b yang lebih rendah Hasilyang sama juga terjadi penurunan klorofil dengancepat pada mikroalga Neochloris oleoabundus yangtelah dikultur selama 2 hari (Li et al 2008)

Pada perlakuan induksi dengan 5x KH2PO4 dan10x KH2PO4 kandungan karotenoid terdeteksi lebihtinggi namun kandungan klorofil a dan b terdeteksilebih rendah sedangkan untuk perlakuan 3x KH2PO4dan tanpa KH2PO4 memiliki kandungan karotenoidyang rendah namun dengan kandungan klorofil a danb yang lebih tinggi Kekurangan P dalam mediummampu menurunkan produktivitas biomassa sertakandungan karotenoid namun tidak memberikan efekpenurunan terhadap pigmen klorofil pada mikroalga(Kozlowska-Szerenos et al 2000)

Unsur P mempunyai peranan dalam prosesmetabolisme energi Kelebihan atau peningkatankandungan P dalam medium pertumbuhan mikroalgaTetraselmis marina memberikan korelasi positifterhadap kandungan karotenoidnya (Moussa et al2017) selain itu peningkatan P dan N dalam mediumpertumbuhan terdeteksi mampu meningkatkan pigmen

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

16

KeteranganNotes a = BBM normal 03 M NaNO3 dan 01 M KH2PO4Normal BBM 03 M NaNO3 01 M and KH2PO4

b = BBM tanpa NaNO3without NaNO3 f = BBM tanpa KH2PO4BBM without KH2PO4

c = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 g = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4d = BBM dengan 5x NaNO3)BBM with 5x NaNO3 h = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4e = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 i = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 4 Efek konsentrasi NaNO3 dan KH2PO4 terhadap kandungan pigmen fotosintesis Figure 4 The effects concentrations of NaNO3 and KH2PO4 on the pigment content of photosynthesis

fotosintesis pada mikroalga Hypnea musciformis(Martins Junior Colepicolo amp Yokoya 2011)

Mikroalga diketahui memproduksi pigmen dansenyawa bioaktif yang terfokus pada tiga jenis antaralain klorofil phicobillin dan karotenoid (AbaldeFabregas amp Herrero 1991) Pigmen fotosintesisseperti klorofil a dan b memiliki peranan penting dalamproses fotosintesis Hasil penelitian ini menunjukkanbahwa konsentrasi nutrien dapat mempengaruhikandungan pigmen pada mikroalga Oocystis sp

Analisis -karoten

Analisis standar -karoten dengan HPLCmenghasilkan persamaan regresi y =1279061826x - 5084104 dengan nilai R2 = 094 Kandungan -karoten tertinggi pada mikroalga Oocystis spterdeteksi pada perlakuan induksi dengan kandunganmedium BBM dengan 5x KH2PO4 yaitu sekitar 022dari berat kering biomassa mikroalga (Gambar 5)

Persentase demikian mengindikasikan bahwakandungan -karoten mikroalga Oocystis sp terbilangcukup baik Menurut Miledge kosentrasi rata-ratakarotenoid (-karoten) pada mikroalga secara umumadalah 01-2 (Milledge 2011)

Pengaruh induksi medium BBM dengankandungan 5x KH2PO4 terhadap -karoten padamikroalga Oocystis sp dapat dinyatakan lebih tinggi16 kali lipat dibandingkan dengan mikroalga yangtidak diberi perlakuan induksi sama sekali Selain ituproduktivitas biomassanya pun hampir sama denganmikroalga yang diinduksi dengan medium BBM normalyaitu 0001 gmLhari Dengan demikian perlakuaninduksi dengan medium yang kaya fosfor memberikanefek yang positif terhadap sintesis -karoten padamikroalga Oocystis sp

Kandungan -karoten (Gambar 5) pada perlakuaninduksi tanpa KH2PO4 tidak terdeteksi sama sekaliHasil yang sama juga ditemukan pada mikroalga

11 plusmn 098

995 plusmn 022

1363 plusmn 027

1132 plusmn 089

1068 plusmn 076

1358 plusmn 089

1057 plusmn 216

715 plusmn 069752 plusmn 063

607 plusmn 096

202 plusmn 058

967 plusmn 055

618plusmn 113

495 plusmn 047

946 plusmn 005

4 plusmn 147

081 plusmn 003

194 plusmn 113202 plusmn 031

365 plusmn 031

138 plusmn 009

209 plusmn 05626 plusmn 015

181 plusmn 011

276 plusmn 006

667 plusmn 019

566 plusmn 066

0

2

4

6

8

10

12

14

16

a b c d e f g h i

kontrol control NaNO3 NaNO3 KH_2 PO_4 KH2PO4

Kose

ntr

asi

(μ

gm

l)C

once

ntr

atio

n (μg

ml)

PerlakuanTreatments

Klorofil a chlorophyll a(microgml) Klorofil b chlorophyll b(microgml) karotenoid carotenoids (microgml)Klorofil aChlorophyll a (gml)

NaNO3KontrolControl

Klorofil bChlorophyll b (gml) KarotenoidCarotenoids (gml)

KH2PO4

17

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

KeteranganNotes a = Tidak diinduksiNo inductionb = BBM normalNormal BBMc = BBM tanpa NaNO3BBM without 0 NaNO3 g = BBM tanpa KH2PO4BBM without 0 KH2PO4d = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 h = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4e = BBM dengan 5x NaNO3BBM with5x NaNO3 i = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4f = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 j = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 5 Kadar -karoten pada mikroalga Oocystis sp dalam beberapa perlakuanFigure 5 The levels of -carotene in Oocystis sp microalgae in several treatments

014plusmn002

008plusmn001

019plusmn003

000

008plusmn001008plusmn001

000

009plusmn001

022plusmn002

019plusmn008

000

005

010

015

020

025

030

a b c d e f g h i j

Kada

r β-k

arot

en (

Ber

at K

erin

g)

Cont

ent o

f β-c

arot

en (

dry

wei

ght

Perlakuan Treatments

Nannochloropsis bahwa tidak terjadi peningkatankandungan karotenoid jenis -karoten pada mikroalgayang ditumbukan dalam medium dengan kandunganP yang kurang namun terjadi peningkatan padazeaxantin Selain -karoten karotenoid lain yang tidakmengalami peningkatan adalah violaxantin dancantaxantin (Forjaacuten Garbayo Casal amp Viacutelchez2007)

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystis spdengan medium BBM tanpa NaNO3 terdeteksi memilikikandungan -karoten sekitar 019 berat keringmikroalga (Gambar 5) Data tersebut menunjukkanpeningkatan kandungan -karoten akibat prosesinduksi sekitar 134 kali lipat dibandingkan denganmikroalga yang tidak diberikan perlakuan induksiSecara umum defisiensi N mempunyai efek yang lebihbaik dalam produksi -karoten daripada kondisikelebihan N seperti pada mikroalga Dunaliella salinayang memberikan efek peningkatan kandungan -karoten diatas 27 berat kering mikroalga (MinhasHodgson Barrow amp Adholeya 2016) Namun berbedadengan hasil penelitian yang didapatkan oleh Couso

et al (2012) pada mikroalga Chlamydomonasreinhardtii bahwa defisiensi nitrogen pada mediumpertumbuhan tidak memberikan hasil yang lebih baikterhadap karotenoid jenis -karoten namunmenunjukkan hasil yang lebih baik pada jeniskarotenoid lainnya seperti zeaxantin Hal tersebutdisebabkan oleh aktivasi siklus xantofil

KESIMPULAN

Pada proses penapisan mikroalga penghasilkarotenoid dari perairan Danau Atas diperoleh Oocystissp sebagai spesies yang mampu bertahan terhadapstres oksidatif sinar UV-A 326 nm Karotenoid jenis-karoten pada Oocystis sp dapat dioptimalkandengan cara pemberian stres nutrien N dan P Hasilmenunjukkan induksiOocystis sp dengan mediumBBM yang mengandung 5x KH2PO4 memberikanhasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuaninduksi lainnya Penelitian selanjutnya diharapkandapat melakukan analisis terhadap kandungankarotenoid jenis lainnya seperti astaxantin zeaxantinlutein dan masih banyak lagi

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

18

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian penelitiandan penyusunan artikel ilmiah ini Terucap kepadaanalis Laboratorium Biokimia Genetika FMIPAUniversitas Andalas dan Analis Laboratorium DasarSentral Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Abalde J Fabregas J amp Herrero C (1991) acirc-Carotene vitamin C and vitamin E content of themarine microalga Dunaliella tertiolecta cultured withdifferent nitrogen sources Bioresource Technology38(2ndash3) 121ndash125 httpsdoiorg1010160960-8524(91)90142-7

Asker D amp Ohta Y (1999) Production of canthaxanthinby extremely halophilic bacteria Journal of Bioscienceand Bioengineering 88(6) 617ndash621 httpsdoiorg101016S1389-1723(00)87089-9

Borowitzka M A Huisman J M amp Osborn A (1991)Culture of the astaxanthin-producing greenalgaHaematococcus pluvialis 1 Effects of nutrientson growth and cell type Journal of Applied Phycology3(4) 295ndash304 httpsdoiorg101007BF02392882

Coates C R Trentacoste E amp Gerwick W H (2013)Bioactive and novel chemicals from microalgae In ARichmond amp Q Hu (Eds) Handbook of microalgalculture (pp 504ndash531) John Wiley amp Sons Ltd httpsdoiorg1010029781118567166ch26

Couso I Vila M Vigara J Cordero B F Vargas MAacute Rodriacuteguez H amp Leoacuten R (2012) Synthesis ofcarotenoids and regulation of the carotenoidbiosynthesis pathway in response to high light stressin the unicellular microalga Chlamydomonasreinhardtii European Journal of Phycology 47(3)2 2 3 ndash 2 3 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 8 0 096702622012692816

Dean A P Sigee D C Estrada B amp Pittman J K(2010) Using FTIR spectroscopy for rapiddetermination of lipid accumulation in response tonitrogen limitation in freshwater microalgaeBioresource Technology 101(12) 4499ndash4507 httpsdoiorg101016jbiortech201001065

Forjaacuten E Garbayo I Casal C amp Viacutelchez C (2007)Enhancement of carotenoid production in In AMeacutendez-Vilas (Ed) Communicating CurrentResearch and Educational Topics and Trends inApplied Microbiology (pp 356ndash364) Formatex

Hernandi R Dharma A A (2018) Screening Isolationand Characterization of the Potential Microalgae asBiodiesel Production from Lake Kerinci Jambi 9(6) 5

Juneja A Ceballos R M amp Murthy G S (2013) Effectsof environmental factors and nutrient availability onthe biochemical composition of algae for biofuelsproduction A review Energies 6(9) 4607ndash4638httpsdoiorg103390en6094607

Kozlowska-Szerenos B Zielintildeski P Stanissup3aw ampMaleszewski (2000) Involvement of glycolate

metabolism in acclimation of Chlorella vulgariscultures to low phosphate supply Plant Physiologyand Biochemistry 38(9) 727ndash734 httpsdoiorg101016S0981-9428(00)01175-X

Lam M K Yusoff M I Uemura Y Lim J W Khoo CG Lee K T amp Ong H C (2017) Cultivation ofChlorella vulgaris using nutrients source fromdomestic wastewater for biodiesel productionGrowth condition and kinetic studies RenewableEnergy 103 197ndash207 httpsdoiorg101016jrenene201611032

Li Y Horsman M Wang B Wu N amp Lan C Q (2008)Effects of nitrogen sources on cell growth and lipidaccumulation of green alga Neochlorisoleoabundans Applied Microbiology andBiotechnology 81(4) 629ndash636 httpsdoiorg101007s00253-008-1681-1

Lichtenthaler H K (1987) Chlorophylls andCarotenoids Pigments of PhotosyntheticBiomembranes Methods in Enzymology 148(C)3 5 0 - 3 8 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 1 6 0 0 7 6 -6879(87)48036-1

Martins A P Junior O N Colepicolo P amp Yokoya N S(2011) Effects of nitrate and phosphate availabilitieson growth photosynthesis and pigment and proteincontents in colour strains of Hypnea musciformis(Wulfen in Jacqu) JV Lamour (GigartinalesRhodophyta) Brazilian Journal of Pharmacognosy21(2) 340ndash348 httpsdoiorg101590S0102-695X2011005000078

Milledge J J (2011) Commercial application ofmicroalgae other than as biofuels A brief reviewReviews in Environmental Science andBiotechnology 10(1) 31ndash41 httpsdoiorg101007s11157-010-9214-7

Minhas A K Hodgson P Barrow C J amp Adholeya A(2016) A review on the assessment of stress conditionsfor simultaneous production of microalgal lipids andcarotenoids Frontiers in Microbiology 7(MAY) 1ndash19httpsdoiorg103389fmicb201600546

Moussa I D-B Chtourou H Karray F Sayadi S ampDhouib A (2017) Nitrogen or phosphorus repletionstrategies for enhancing lipid or carotenoid productionfrom Tetraselmis marina Bioresource Technology238 325ndash332 httpsdoiorg101016jbiortech201704008

Paliwal C Mitra M Bhayani K Bharadwaj S V VGhosh T Dubey S amp Mishra S (2017) Abioticstresses as tools for metabolites in microalgaeBioresource Technology 244 1216-1226 httpsdoiorg101016jbiortech201705058

Ramos A Coesel S Marques A Rodrigues MBaumgartner A Noronha J hellip Varela J (2008)Isolation and characterization of a stress-inducibleDunaliella salina Lcy-beta gene encoding a functionallycopene beta-cyclase Applied Microbiology andBiotechnology 79(5) 819 httpsdoiorg101007s00253-008-1492-4

Sekatresna W Dharma A Zein R amp Chaidir Z (2016)Identification of blue-green algae unculturedoscillatoria sp IPOME-4 isolated from local industry

15

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

penelitian mereka terjadi penurunan pertumbuhanChorella vulgaris dari 30 hingga 40 akibatpembatasan jumlah fosfor pada kultur dibandingkandengan mikroalga yang dikultur dalam mediumkontrol Walaupun demikian beberapa mikroalgamasih dapat tumbuh jika terjadi defisiensi sumberfosfor karena proses asimilasi fosfat (Li et al 2008)

Hasil penelitian ini juga menunjukkan pengaruhkeberadaan P dalam jumlah berlebih dalam mediumpertumbuhan Konsentrasi P sebesar 3 kali 5 kalidan 10 kali KH2PO4 menunjukkan produktivitasbiomassa Oocystis sp yang cenderung konstannamun lebih baik daripada perlakuan tanpa KH2PO4Hasil yang sama juga didapatkan oleh Moussa et al(2017) pada mikroalga Tetraselmis marina yang tetapbertahan di bawah kondisi defisiensi P walaupun darisegi produktivitas biomassa menurun dari padaperlakuan kelebihan P Produktivitas biomassa akibatperlakuan induksi dengan kelebihan KH2PO4terdeteksi dengan baik hal ini kemungkinandisebabkan peranan K dalam makronutrien tersebutUnsur K merupakan kofaktor pada banyak reaksienzim yang mempengaruhi laju pertumbuhan danperkembangan (Talling 2010)

Unsur N dan P merupakan makronutrien untukpertumbuhan dan metabolisme dari sel alga Nadalah unsur fundamental untuk membentuk proteindan asam nukleat N terintegrasi pada molekulesensial seperti ATP P juga merupakan komponenyang sangat penting P merupakan backbone dariDNA dan RNA yang merupakan makromolekulesensial untuk kehidupan semua sel Selain itu Pmerupakan komponen kunci dari fosfolipid (JunejaCeballos amp Murthy 2013)

Efek Induksi terhadap Pigmen FotosintesisOocystis sp

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystissp berpengaruh terhadap kandungan pigmenfotosintesisnya (Gambar 4) Analisis statistikmenunjukkan bahwa perlakuan stres N dan Pmemberikan pengaruh yang signifikan terhadapkandungan pigmen klorofil a klorofil b sertakarotenoid pada mikroalga Oocystis sp (plt005)Kandungan karotenoid total dengan medium induksitanpa NaNO3 terdeteksi lebih tinggi dibandingkanmedium induksi yang memiliki kelebihan kandunganNaNO3 seperti 3x NaNO3 5x NaNO3 dan 10x NaNO3Hal tersebut menunjukkan faktor kekurangan Nmenstimulus respon fisiologis dengan cepat yangselanjutnya diarahkan kedalam jalur biosintesismetabolit sekunder termasuk karotenoid Secaraumum defisiensi N mempunyai efek yang lebih baikdaripada kelebihan N terhadap kandungan karotenoidBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh

Borowitzka et al (1991) terjadi peningkatan karotenoidjenis astaxantin pada mikroalga Haematococcuspluvialis karena kondisi defisiensi N Pada kondisikultur mikroalga dengan kandungan N yang rendahmikroalga akan menjadikan karbon (C) yang terdapatpada sel dan medium untuk sintesis karotenoidsedangkan kultur yang kaya dengan nitrogenmenjadikan karbon sebagai bahan untuk asimilasinitrogen

Nilai klorofil a dan b terdeteksi lebih rendah didalam medium pertumbuhan tanpa N dibandingkandengan medium yang kelebihan N nilai-nilai tersebutberbanding terbalik dengan kandungan karotenoidnyaKlorofil akan mudah terdeteksi pada medium yangkaya N karena N tersebut digunakan sebagai Nintraseluler untuk mendukung lebih lanjut pertumbuhansel dan produksi biomassa sampai N di media tersebutberkurang (Li et al 2008) Sebagai contohChlamydomonas reinhartdtii dan Scenedesmussubpicatus hanya memasuki fasa stationer saat levelN dalam medium di bawah 005 mgL (Dean SigeeEstrada amp Pittman 2010)

Studi lain melaporkan ketika N ditambahkan kedalam medium inokulum Chorella minutissima yangtelah kekurangan N ternyata terjadi peningkatankandungan klorofil a dan b Hal ini mengindikasikankeberadaan N dalam medium menyebabkanakumulasi pada klorofil a dan b Pada perlakuan Nyang lebih tinggi akan terjadi perbaikan dari klorofilselanjutnya akan menunjukkan laju pertumbuhan lebihcepat Akan tetapi pada medium yang kekurangan Nmaka klorofil akan didegradasi menjadi N dandigunakan kembali untuk pertumbuhan dengankandungan klorofil a dan b yang lebih rendah Hasilyang sama juga terjadi penurunan klorofil dengancepat pada mikroalga Neochloris oleoabundus yangtelah dikultur selama 2 hari (Li et al 2008)

Pada perlakuan induksi dengan 5x KH2PO4 dan10x KH2PO4 kandungan karotenoid terdeteksi lebihtinggi namun kandungan klorofil a dan b terdeteksilebih rendah sedangkan untuk perlakuan 3x KH2PO4dan tanpa KH2PO4 memiliki kandungan karotenoidyang rendah namun dengan kandungan klorofil a danb yang lebih tinggi Kekurangan P dalam mediummampu menurunkan produktivitas biomassa sertakandungan karotenoid namun tidak memberikan efekpenurunan terhadap pigmen klorofil pada mikroalga(Kozlowska-Szerenos et al 2000)

Unsur P mempunyai peranan dalam prosesmetabolisme energi Kelebihan atau peningkatankandungan P dalam medium pertumbuhan mikroalgaTetraselmis marina memberikan korelasi positifterhadap kandungan karotenoidnya (Moussa et al2017) selain itu peningkatan P dan N dalam mediumpertumbuhan terdeteksi mampu meningkatkan pigmen

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

16

KeteranganNotes a = BBM normal 03 M NaNO3 dan 01 M KH2PO4Normal BBM 03 M NaNO3 01 M and KH2PO4

b = BBM tanpa NaNO3without NaNO3 f = BBM tanpa KH2PO4BBM without KH2PO4

c = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 g = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4d = BBM dengan 5x NaNO3)BBM with 5x NaNO3 h = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4e = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 i = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 4 Efek konsentrasi NaNO3 dan KH2PO4 terhadap kandungan pigmen fotosintesis Figure 4 The effects concentrations of NaNO3 and KH2PO4 on the pigment content of photosynthesis

fotosintesis pada mikroalga Hypnea musciformis(Martins Junior Colepicolo amp Yokoya 2011)

Mikroalga diketahui memproduksi pigmen dansenyawa bioaktif yang terfokus pada tiga jenis antaralain klorofil phicobillin dan karotenoid (AbaldeFabregas amp Herrero 1991) Pigmen fotosintesisseperti klorofil a dan b memiliki peranan penting dalamproses fotosintesis Hasil penelitian ini menunjukkanbahwa konsentrasi nutrien dapat mempengaruhikandungan pigmen pada mikroalga Oocystis sp

Analisis -karoten

Analisis standar -karoten dengan HPLCmenghasilkan persamaan regresi y =1279061826x - 5084104 dengan nilai R2 = 094 Kandungan -karoten tertinggi pada mikroalga Oocystis spterdeteksi pada perlakuan induksi dengan kandunganmedium BBM dengan 5x KH2PO4 yaitu sekitar 022dari berat kering biomassa mikroalga (Gambar 5)

Persentase demikian mengindikasikan bahwakandungan -karoten mikroalga Oocystis sp terbilangcukup baik Menurut Miledge kosentrasi rata-ratakarotenoid (-karoten) pada mikroalga secara umumadalah 01-2 (Milledge 2011)

Pengaruh induksi medium BBM dengankandungan 5x KH2PO4 terhadap -karoten padamikroalga Oocystis sp dapat dinyatakan lebih tinggi16 kali lipat dibandingkan dengan mikroalga yangtidak diberi perlakuan induksi sama sekali Selain ituproduktivitas biomassanya pun hampir sama denganmikroalga yang diinduksi dengan medium BBM normalyaitu 0001 gmLhari Dengan demikian perlakuaninduksi dengan medium yang kaya fosfor memberikanefek yang positif terhadap sintesis -karoten padamikroalga Oocystis sp

Kandungan -karoten (Gambar 5) pada perlakuaninduksi tanpa KH2PO4 tidak terdeteksi sama sekaliHasil yang sama juga ditemukan pada mikroalga

11 plusmn 098

995 plusmn 022

1363 plusmn 027

1132 plusmn 089

1068 plusmn 076

1358 plusmn 089

1057 plusmn 216

715 plusmn 069752 plusmn 063

607 plusmn 096

202 plusmn 058

967 plusmn 055

618plusmn 113

495 plusmn 047

946 plusmn 005

4 plusmn 147

081 plusmn 003

194 plusmn 113202 plusmn 031

365 plusmn 031

138 plusmn 009

209 plusmn 05626 plusmn 015

181 plusmn 011

276 plusmn 006

667 plusmn 019

566 plusmn 066

0

2

4

6

8

10

12

14

16

a b c d e f g h i

kontrol control NaNO3 NaNO3 KH_2 PO_4 KH2PO4

Kose

ntr

asi

(μ

gm

l)C

once

ntr

atio

n (μg

ml)

PerlakuanTreatments

Klorofil a chlorophyll a(microgml) Klorofil b chlorophyll b(microgml) karotenoid carotenoids (microgml)Klorofil aChlorophyll a (gml)

NaNO3KontrolControl

Klorofil bChlorophyll b (gml) KarotenoidCarotenoids (gml)

KH2PO4

17

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

KeteranganNotes a = Tidak diinduksiNo inductionb = BBM normalNormal BBMc = BBM tanpa NaNO3BBM without 0 NaNO3 g = BBM tanpa KH2PO4BBM without 0 KH2PO4d = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 h = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4e = BBM dengan 5x NaNO3BBM with5x NaNO3 i = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4f = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 j = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 5 Kadar -karoten pada mikroalga Oocystis sp dalam beberapa perlakuanFigure 5 The levels of -carotene in Oocystis sp microalgae in several treatments

014plusmn002

008plusmn001

019plusmn003

000

008plusmn001008plusmn001

000

009plusmn001

022plusmn002

019plusmn008

000

005

010

015

020

025

030

a b c d e f g h i j

Kada

r β-k

arot

en (

Ber

at K

erin

g)

Cont

ent o

f β-c

arot

en (

dry

wei

ght

Perlakuan Treatments

Nannochloropsis bahwa tidak terjadi peningkatankandungan karotenoid jenis -karoten pada mikroalgayang ditumbukan dalam medium dengan kandunganP yang kurang namun terjadi peningkatan padazeaxantin Selain -karoten karotenoid lain yang tidakmengalami peningkatan adalah violaxantin dancantaxantin (Forjaacuten Garbayo Casal amp Viacutelchez2007)

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystis spdengan medium BBM tanpa NaNO3 terdeteksi memilikikandungan -karoten sekitar 019 berat keringmikroalga (Gambar 5) Data tersebut menunjukkanpeningkatan kandungan -karoten akibat prosesinduksi sekitar 134 kali lipat dibandingkan denganmikroalga yang tidak diberikan perlakuan induksiSecara umum defisiensi N mempunyai efek yang lebihbaik dalam produksi -karoten daripada kondisikelebihan N seperti pada mikroalga Dunaliella salinayang memberikan efek peningkatan kandungan -karoten diatas 27 berat kering mikroalga (MinhasHodgson Barrow amp Adholeya 2016) Namun berbedadengan hasil penelitian yang didapatkan oleh Couso

et al (2012) pada mikroalga Chlamydomonasreinhardtii bahwa defisiensi nitrogen pada mediumpertumbuhan tidak memberikan hasil yang lebih baikterhadap karotenoid jenis -karoten namunmenunjukkan hasil yang lebih baik pada jeniskarotenoid lainnya seperti zeaxantin Hal tersebutdisebabkan oleh aktivasi siklus xantofil

KESIMPULAN

Pada proses penapisan mikroalga penghasilkarotenoid dari perairan Danau Atas diperoleh Oocystissp sebagai spesies yang mampu bertahan terhadapstres oksidatif sinar UV-A 326 nm Karotenoid jenis-karoten pada Oocystis sp dapat dioptimalkandengan cara pemberian stres nutrien N dan P Hasilmenunjukkan induksiOocystis sp dengan mediumBBM yang mengandung 5x KH2PO4 memberikanhasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuaninduksi lainnya Penelitian selanjutnya diharapkandapat melakukan analisis terhadap kandungankarotenoid jenis lainnya seperti astaxantin zeaxantinlutein dan masih banyak lagi

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

18

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian penelitiandan penyusunan artikel ilmiah ini Terucap kepadaanalis Laboratorium Biokimia Genetika FMIPAUniversitas Andalas dan Analis Laboratorium DasarSentral Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Abalde J Fabregas J amp Herrero C (1991) acirc-Carotene vitamin C and vitamin E content of themarine microalga Dunaliella tertiolecta cultured withdifferent nitrogen sources Bioresource Technology38(2ndash3) 121ndash125 httpsdoiorg1010160960-8524(91)90142-7

Asker D amp Ohta Y (1999) Production of canthaxanthinby extremely halophilic bacteria Journal of Bioscienceand Bioengineering 88(6) 617ndash621 httpsdoiorg101016S1389-1723(00)87089-9

Borowitzka M A Huisman J M amp Osborn A (1991)Culture of the astaxanthin-producing greenalgaHaematococcus pluvialis 1 Effects of nutrientson growth and cell type Journal of Applied Phycology3(4) 295ndash304 httpsdoiorg101007BF02392882

Coates C R Trentacoste E amp Gerwick W H (2013)Bioactive and novel chemicals from microalgae In ARichmond amp Q Hu (Eds) Handbook of microalgalculture (pp 504ndash531) John Wiley amp Sons Ltd httpsdoiorg1010029781118567166ch26

Couso I Vila M Vigara J Cordero B F Vargas MAacute Rodriacuteguez H amp Leoacuten R (2012) Synthesis ofcarotenoids and regulation of the carotenoidbiosynthesis pathway in response to high light stressin the unicellular microalga Chlamydomonasreinhardtii European Journal of Phycology 47(3)2 2 3 ndash 2 3 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 8 0 096702622012692816

Dean A P Sigee D C Estrada B amp Pittman J K(2010) Using FTIR spectroscopy for rapiddetermination of lipid accumulation in response tonitrogen limitation in freshwater microalgaeBioresource Technology 101(12) 4499ndash4507 httpsdoiorg101016jbiortech201001065

Forjaacuten E Garbayo I Casal C amp Viacutelchez C (2007)Enhancement of carotenoid production in In AMeacutendez-Vilas (Ed) Communicating CurrentResearch and Educational Topics and Trends inApplied Microbiology (pp 356ndash364) Formatex

Hernandi R Dharma A A (2018) Screening Isolationand Characterization of the Potential Microalgae asBiodiesel Production from Lake Kerinci Jambi 9(6) 5

Juneja A Ceballos R M amp Murthy G S (2013) Effectsof environmental factors and nutrient availability onthe biochemical composition of algae for biofuelsproduction A review Energies 6(9) 4607ndash4638httpsdoiorg103390en6094607

Kozlowska-Szerenos B Zielintildeski P Stanissup3aw ampMaleszewski (2000) Involvement of glycolate

metabolism in acclimation of Chlorella vulgariscultures to low phosphate supply Plant Physiologyand Biochemistry 38(9) 727ndash734 httpsdoiorg101016S0981-9428(00)01175-X

Lam M K Yusoff M I Uemura Y Lim J W Khoo CG Lee K T amp Ong H C (2017) Cultivation ofChlorella vulgaris using nutrients source fromdomestic wastewater for biodiesel productionGrowth condition and kinetic studies RenewableEnergy 103 197ndash207 httpsdoiorg101016jrenene201611032

Li Y Horsman M Wang B Wu N amp Lan C Q (2008)Effects of nitrogen sources on cell growth and lipidaccumulation of green alga Neochlorisoleoabundans Applied Microbiology andBiotechnology 81(4) 629ndash636 httpsdoiorg101007s00253-008-1681-1

Lichtenthaler H K (1987) Chlorophylls andCarotenoids Pigments of PhotosyntheticBiomembranes Methods in Enzymology 148(C)3 5 0 - 3 8 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 1 6 0 0 7 6 -6879(87)48036-1

Martins A P Junior O N Colepicolo P amp Yokoya N S(2011) Effects of nitrate and phosphate availabilitieson growth photosynthesis and pigment and proteincontents in colour strains of Hypnea musciformis(Wulfen in Jacqu) JV Lamour (GigartinalesRhodophyta) Brazilian Journal of Pharmacognosy21(2) 340ndash348 httpsdoiorg101590S0102-695X2011005000078

Milledge J J (2011) Commercial application ofmicroalgae other than as biofuels A brief reviewReviews in Environmental Science andBiotechnology 10(1) 31ndash41 httpsdoiorg101007s11157-010-9214-7

Minhas A K Hodgson P Barrow C J amp Adholeya A(2016) A review on the assessment of stress conditionsfor simultaneous production of microalgal lipids andcarotenoids Frontiers in Microbiology 7(MAY) 1ndash19httpsdoiorg103389fmicb201600546

Moussa I D-B Chtourou H Karray F Sayadi S ampDhouib A (2017) Nitrogen or phosphorus repletionstrategies for enhancing lipid or carotenoid productionfrom Tetraselmis marina Bioresource Technology238 325ndash332 httpsdoiorg101016jbiortech201704008

Paliwal C Mitra M Bhayani K Bharadwaj S V VGhosh T Dubey S amp Mishra S (2017) Abioticstresses as tools for metabolites in microalgaeBioresource Technology 244 1216-1226 httpsdoiorg101016jbiortech201705058

Ramos A Coesel S Marques A Rodrigues MBaumgartner A Noronha J hellip Varela J (2008)Isolation and characterization of a stress-inducibleDunaliella salina Lcy-beta gene encoding a functionallycopene beta-cyclase Applied Microbiology andBiotechnology 79(5) 819 httpsdoiorg101007s00253-008-1492-4

Sekatresna W Dharma A Zein R amp Chaidir Z (2016)Identification of blue-green algae unculturedoscillatoria sp IPOME-4 isolated from local industry

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

16

KeteranganNotes a = BBM normal 03 M NaNO3 dan 01 M KH2PO4Normal BBM 03 M NaNO3 01 M and KH2PO4

b = BBM tanpa NaNO3without NaNO3 f = BBM tanpa KH2PO4BBM without KH2PO4

c = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 g = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4d = BBM dengan 5x NaNO3)BBM with 5x NaNO3 h = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4e = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 i = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 4 Efek konsentrasi NaNO3 dan KH2PO4 terhadap kandungan pigmen fotosintesis Figure 4 The effects concentrations of NaNO3 and KH2PO4 on the pigment content of photosynthesis

fotosintesis pada mikroalga Hypnea musciformis(Martins Junior Colepicolo amp Yokoya 2011)

Mikroalga diketahui memproduksi pigmen dansenyawa bioaktif yang terfokus pada tiga jenis antaralain klorofil phicobillin dan karotenoid (AbaldeFabregas amp Herrero 1991) Pigmen fotosintesisseperti klorofil a dan b memiliki peranan penting dalamproses fotosintesis Hasil penelitian ini menunjukkanbahwa konsentrasi nutrien dapat mempengaruhikandungan pigmen pada mikroalga Oocystis sp

Analisis -karoten

Analisis standar -karoten dengan HPLCmenghasilkan persamaan regresi y =1279061826x - 5084104 dengan nilai R2 = 094 Kandungan -karoten tertinggi pada mikroalga Oocystis spterdeteksi pada perlakuan induksi dengan kandunganmedium BBM dengan 5x KH2PO4 yaitu sekitar 022dari berat kering biomassa mikroalga (Gambar 5)

Persentase demikian mengindikasikan bahwakandungan -karoten mikroalga Oocystis sp terbilangcukup baik Menurut Miledge kosentrasi rata-ratakarotenoid (-karoten) pada mikroalga secara umumadalah 01-2 (Milledge 2011)

Pengaruh induksi medium BBM dengankandungan 5x KH2PO4 terhadap -karoten padamikroalga Oocystis sp dapat dinyatakan lebih tinggi16 kali lipat dibandingkan dengan mikroalga yangtidak diberi perlakuan induksi sama sekali Selain ituproduktivitas biomassanya pun hampir sama denganmikroalga yang diinduksi dengan medium BBM normalyaitu 0001 gmLhari Dengan demikian perlakuaninduksi dengan medium yang kaya fosfor memberikanefek yang positif terhadap sintesis -karoten padamikroalga Oocystis sp

Kandungan -karoten (Gambar 5) pada perlakuaninduksi tanpa KH2PO4 tidak terdeteksi sama sekaliHasil yang sama juga ditemukan pada mikroalga

11 plusmn 098

995 plusmn 022

1363 plusmn 027

1132 plusmn 089

1068 plusmn 076

1358 plusmn 089

1057 plusmn 216

715 plusmn 069752 plusmn 063

607 plusmn 096

202 plusmn 058

967 plusmn 055

618plusmn 113

495 plusmn 047

946 plusmn 005

4 plusmn 147

081 plusmn 003

194 plusmn 113202 plusmn 031

365 plusmn 031

138 plusmn 009

209 plusmn 05626 plusmn 015

181 plusmn 011

276 plusmn 006

667 plusmn 019

566 plusmn 066

0

2

4

6

8

10

12

14

16

a b c d e f g h i

kontrol control NaNO3 NaNO3 KH_2 PO_4 KH2PO4

Kose

ntr

asi

(μ

gm

l)C

once

ntr

atio

n (μg

ml)

PerlakuanTreatments

Klorofil a chlorophyll a(microgml) Klorofil b chlorophyll b(microgml) karotenoid carotenoids (microgml)Klorofil aChlorophyll a (gml)

NaNO3KontrolControl

Klorofil bChlorophyll b (gml) KarotenoidCarotenoids (gml)

KH2PO4

17

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

KeteranganNotes a = Tidak diinduksiNo inductionb = BBM normalNormal BBMc = BBM tanpa NaNO3BBM without 0 NaNO3 g = BBM tanpa KH2PO4BBM without 0 KH2PO4d = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 h = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4e = BBM dengan 5x NaNO3BBM with5x NaNO3 i = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4f = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 j = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 5 Kadar -karoten pada mikroalga Oocystis sp dalam beberapa perlakuanFigure 5 The levels of -carotene in Oocystis sp microalgae in several treatments

014plusmn002

008plusmn001

019plusmn003

000

008plusmn001008plusmn001

000

009plusmn001

022plusmn002

019plusmn008

000

005

010

015

020

025

030

a b c d e f g h i j

Kada

r β-k

arot

en (

Ber

at K

erin

g)

Cont

ent o

f β-c

arot

en (

dry

wei

ght

Perlakuan Treatments

Nannochloropsis bahwa tidak terjadi peningkatankandungan karotenoid jenis -karoten pada mikroalgayang ditumbukan dalam medium dengan kandunganP yang kurang namun terjadi peningkatan padazeaxantin Selain -karoten karotenoid lain yang tidakmengalami peningkatan adalah violaxantin dancantaxantin (Forjaacuten Garbayo Casal amp Viacutelchez2007)

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystis spdengan medium BBM tanpa NaNO3 terdeteksi memilikikandungan -karoten sekitar 019 berat keringmikroalga (Gambar 5) Data tersebut menunjukkanpeningkatan kandungan -karoten akibat prosesinduksi sekitar 134 kali lipat dibandingkan denganmikroalga yang tidak diberikan perlakuan induksiSecara umum defisiensi N mempunyai efek yang lebihbaik dalam produksi -karoten daripada kondisikelebihan N seperti pada mikroalga Dunaliella salinayang memberikan efek peningkatan kandungan -karoten diatas 27 berat kering mikroalga (MinhasHodgson Barrow amp Adholeya 2016) Namun berbedadengan hasil penelitian yang didapatkan oleh Couso

et al (2012) pada mikroalga Chlamydomonasreinhardtii bahwa defisiensi nitrogen pada mediumpertumbuhan tidak memberikan hasil yang lebih baikterhadap karotenoid jenis -karoten namunmenunjukkan hasil yang lebih baik pada jeniskarotenoid lainnya seperti zeaxantin Hal tersebutdisebabkan oleh aktivasi siklus xantofil

KESIMPULAN

Pada proses penapisan mikroalga penghasilkarotenoid dari perairan Danau Atas diperoleh Oocystissp sebagai spesies yang mampu bertahan terhadapstres oksidatif sinar UV-A 326 nm Karotenoid jenis-karoten pada Oocystis sp dapat dioptimalkandengan cara pemberian stres nutrien N dan P Hasilmenunjukkan induksiOocystis sp dengan mediumBBM yang mengandung 5x KH2PO4 memberikanhasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuaninduksi lainnya Penelitian selanjutnya diharapkandapat melakukan analisis terhadap kandungankarotenoid jenis lainnya seperti astaxantin zeaxantinlutein dan masih banyak lagi

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

18

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian penelitiandan penyusunan artikel ilmiah ini Terucap kepadaanalis Laboratorium Biokimia Genetika FMIPAUniversitas Andalas dan Analis Laboratorium DasarSentral Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Abalde J Fabregas J amp Herrero C (1991) acirc-Carotene vitamin C and vitamin E content of themarine microalga Dunaliella tertiolecta cultured withdifferent nitrogen sources Bioresource Technology38(2ndash3) 121ndash125 httpsdoiorg1010160960-8524(91)90142-7

Asker D amp Ohta Y (1999) Production of canthaxanthinby extremely halophilic bacteria Journal of Bioscienceand Bioengineering 88(6) 617ndash621 httpsdoiorg101016S1389-1723(00)87089-9

Borowitzka M A Huisman J M amp Osborn A (1991)Culture of the astaxanthin-producing greenalgaHaematococcus pluvialis 1 Effects of nutrientson growth and cell type Journal of Applied Phycology3(4) 295ndash304 httpsdoiorg101007BF02392882

Coates C R Trentacoste E amp Gerwick W H (2013)Bioactive and novel chemicals from microalgae In ARichmond amp Q Hu (Eds) Handbook of microalgalculture (pp 504ndash531) John Wiley amp Sons Ltd httpsdoiorg1010029781118567166ch26

Couso I Vila M Vigara J Cordero B F Vargas MAacute Rodriacuteguez H amp Leoacuten R (2012) Synthesis ofcarotenoids and regulation of the carotenoidbiosynthesis pathway in response to high light stressin the unicellular microalga Chlamydomonasreinhardtii European Journal of Phycology 47(3)2 2 3 ndash 2 3 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 8 0 096702622012692816

Dean A P Sigee D C Estrada B amp Pittman J K(2010) Using FTIR spectroscopy for rapiddetermination of lipid accumulation in response tonitrogen limitation in freshwater microalgaeBioresource Technology 101(12) 4499ndash4507 httpsdoiorg101016jbiortech201001065

Forjaacuten E Garbayo I Casal C amp Viacutelchez C (2007)Enhancement of carotenoid production in In AMeacutendez-Vilas (Ed) Communicating CurrentResearch and Educational Topics and Trends inApplied Microbiology (pp 356ndash364) Formatex

Hernandi R Dharma A A (2018) Screening Isolationand Characterization of the Potential Microalgae asBiodiesel Production from Lake Kerinci Jambi 9(6) 5

Juneja A Ceballos R M amp Murthy G S (2013) Effectsof environmental factors and nutrient availability onthe biochemical composition of algae for biofuelsproduction A review Energies 6(9) 4607ndash4638httpsdoiorg103390en6094607

Kozlowska-Szerenos B Zielintildeski P Stanissup3aw ampMaleszewski (2000) Involvement of glycolate

metabolism in acclimation of Chlorella vulgariscultures to low phosphate supply Plant Physiologyand Biochemistry 38(9) 727ndash734 httpsdoiorg101016S0981-9428(00)01175-X

Lam M K Yusoff M I Uemura Y Lim J W Khoo CG Lee K T amp Ong H C (2017) Cultivation ofChlorella vulgaris using nutrients source fromdomestic wastewater for biodiesel productionGrowth condition and kinetic studies RenewableEnergy 103 197ndash207 httpsdoiorg101016jrenene201611032

Li Y Horsman M Wang B Wu N amp Lan C Q (2008)Effects of nitrogen sources on cell growth and lipidaccumulation of green alga Neochlorisoleoabundans Applied Microbiology andBiotechnology 81(4) 629ndash636 httpsdoiorg101007s00253-008-1681-1

Lichtenthaler H K (1987) Chlorophylls andCarotenoids Pigments of PhotosyntheticBiomembranes Methods in Enzymology 148(C)3 5 0 - 3 8 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 1 6 0 0 7 6 -6879(87)48036-1

Martins A P Junior O N Colepicolo P amp Yokoya N S(2011) Effects of nitrate and phosphate availabilitieson growth photosynthesis and pigment and proteincontents in colour strains of Hypnea musciformis(Wulfen in Jacqu) JV Lamour (GigartinalesRhodophyta) Brazilian Journal of Pharmacognosy21(2) 340ndash348 httpsdoiorg101590S0102-695X2011005000078

Milledge J J (2011) Commercial application ofmicroalgae other than as biofuels A brief reviewReviews in Environmental Science andBiotechnology 10(1) 31ndash41 httpsdoiorg101007s11157-010-9214-7

Minhas A K Hodgson P Barrow C J amp Adholeya A(2016) A review on the assessment of stress conditionsfor simultaneous production of microalgal lipids andcarotenoids Frontiers in Microbiology 7(MAY) 1ndash19httpsdoiorg103389fmicb201600546

Moussa I D-B Chtourou H Karray F Sayadi S ampDhouib A (2017) Nitrogen or phosphorus repletionstrategies for enhancing lipid or carotenoid productionfrom Tetraselmis marina Bioresource Technology238 325ndash332 httpsdoiorg101016jbiortech201704008

Paliwal C Mitra M Bhayani K Bharadwaj S V VGhosh T Dubey S amp Mishra S (2017) Abioticstresses as tools for metabolites in microalgaeBioresource Technology 244 1216-1226 httpsdoiorg101016jbiortech201705058

Ramos A Coesel S Marques A Rodrigues MBaumgartner A Noronha J hellip Varela J (2008)Isolation and characterization of a stress-inducibleDunaliella salina Lcy-beta gene encoding a functionallycopene beta-cyclase Applied Microbiology andBiotechnology 79(5) 819 httpsdoiorg101007s00253-008-1492-4

Sekatresna W Dharma A Zein R amp Chaidir Z (2016)Identification of blue-green algae unculturedoscillatoria sp IPOME-4 isolated from local industry

17

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

KeteranganNotes a = Tidak diinduksiNo inductionb = BBM normalNormal BBMc = BBM tanpa NaNO3BBM without 0 NaNO3 g = BBM tanpa KH2PO4BBM without 0 KH2PO4d = BBM dengan 3x NaNO3BBM with 3x NaNO3 h = BBM dengan 3x KH2PO4BBM with 3x KH2PO4e = BBM dengan 5x NaNO3BBM with5x NaNO3 i = BBM dengan 5x KH2PO4BBM with 5x KH2PO4f = BBM dengan 10x NaNO3BBM with 10x NaNO3 j = BBM dengan 10x KH2PO4BBM with 10x KH2PO4

Gambar 5 Kadar -karoten pada mikroalga Oocystis sp dalam beberapa perlakuanFigure 5 The levels of -carotene in Oocystis sp microalgae in several treatments

014plusmn002

008plusmn001

019plusmn003

000

008plusmn001008plusmn001

000

009plusmn001

022plusmn002

019plusmn008

000

005

010

015

020

025

030

a b c d e f g h i j

Kada

r β-k

arot

en (

Ber

at K

erin

g)

Cont

ent o

f β-c

arot

en (

dry

wei

ght

Perlakuan Treatments

Nannochloropsis bahwa tidak terjadi peningkatankandungan karotenoid jenis -karoten pada mikroalgayang ditumbukan dalam medium dengan kandunganP yang kurang namun terjadi peningkatan padazeaxantin Selain -karoten karotenoid lain yang tidakmengalami peningkatan adalah violaxantin dancantaxantin (Forjaacuten Garbayo Casal amp Viacutelchez2007)

Perlakuan induksi terhadap mikroalga Oocystis spdengan medium BBM tanpa NaNO3 terdeteksi memilikikandungan -karoten sekitar 019 berat keringmikroalga (Gambar 5) Data tersebut menunjukkanpeningkatan kandungan -karoten akibat prosesinduksi sekitar 134 kali lipat dibandingkan denganmikroalga yang tidak diberikan perlakuan induksiSecara umum defisiensi N mempunyai efek yang lebihbaik dalam produksi -karoten daripada kondisikelebihan N seperti pada mikroalga Dunaliella salinayang memberikan efek peningkatan kandungan -karoten diatas 27 berat kering mikroalga (MinhasHodgson Barrow amp Adholeya 2016) Namun berbedadengan hasil penelitian yang didapatkan oleh Couso

et al (2012) pada mikroalga Chlamydomonasreinhardtii bahwa defisiensi nitrogen pada mediumpertumbuhan tidak memberikan hasil yang lebih baikterhadap karotenoid jenis -karoten namunmenunjukkan hasil yang lebih baik pada jeniskarotenoid lainnya seperti zeaxantin Hal tersebutdisebabkan oleh aktivasi siklus xantofil

KESIMPULAN

Pada proses penapisan mikroalga penghasilkarotenoid dari perairan Danau Atas diperoleh Oocystissp sebagai spesies yang mampu bertahan terhadapstres oksidatif sinar UV-A 326 nm Karotenoid jenis-karoten pada Oocystis sp dapat dioptimalkandengan cara pemberian stres nutrien N dan P Hasilmenunjukkan induksiOocystis sp dengan mediumBBM yang mengandung 5x KH2PO4 memberikanhasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuaninduksi lainnya Penelitian selanjutnya diharapkandapat melakukan analisis terhadap kandungankarotenoid jenis lainnya seperti astaxantin zeaxantinlutein dan masih banyak lagi

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

18

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian penelitiandan penyusunan artikel ilmiah ini Terucap kepadaanalis Laboratorium Biokimia Genetika FMIPAUniversitas Andalas dan Analis Laboratorium DasarSentral Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Abalde J Fabregas J amp Herrero C (1991) acirc-Carotene vitamin C and vitamin E content of themarine microalga Dunaliella tertiolecta cultured withdifferent nitrogen sources Bioresource Technology38(2ndash3) 121ndash125 httpsdoiorg1010160960-8524(91)90142-7

Asker D amp Ohta Y (1999) Production of canthaxanthinby extremely halophilic bacteria Journal of Bioscienceand Bioengineering 88(6) 617ndash621 httpsdoiorg101016S1389-1723(00)87089-9

Borowitzka M A Huisman J M amp Osborn A (1991)Culture of the astaxanthin-producing greenalgaHaematococcus pluvialis 1 Effects of nutrientson growth and cell type Journal of Applied Phycology3(4) 295ndash304 httpsdoiorg101007BF02392882

Coates C R Trentacoste E amp Gerwick W H (2013)Bioactive and novel chemicals from microalgae In ARichmond amp Q Hu (Eds) Handbook of microalgalculture (pp 504ndash531) John Wiley amp Sons Ltd httpsdoiorg1010029781118567166ch26

Couso I Vila M Vigara J Cordero B F Vargas MAacute Rodriacuteguez H amp Leoacuten R (2012) Synthesis ofcarotenoids and regulation of the carotenoidbiosynthesis pathway in response to high light stressin the unicellular microalga Chlamydomonasreinhardtii European Journal of Phycology 47(3)2 2 3 ndash 2 3 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 8 0 096702622012692816

Dean A P Sigee D C Estrada B amp Pittman J K(2010) Using FTIR spectroscopy for rapiddetermination of lipid accumulation in response tonitrogen limitation in freshwater microalgaeBioresource Technology 101(12) 4499ndash4507 httpsdoiorg101016jbiortech201001065

Forjaacuten E Garbayo I Casal C amp Viacutelchez C (2007)Enhancement of carotenoid production in In AMeacutendez-Vilas (Ed) Communicating CurrentResearch and Educational Topics and Trends inApplied Microbiology (pp 356ndash364) Formatex

Hernandi R Dharma A A (2018) Screening Isolationand Characterization of the Potential Microalgae asBiodiesel Production from Lake Kerinci Jambi 9(6) 5

Juneja A Ceballos R M amp Murthy G S (2013) Effectsof environmental factors and nutrient availability onthe biochemical composition of algae for biofuelsproduction A review Energies 6(9) 4607ndash4638httpsdoiorg103390en6094607

Kozlowska-Szerenos B Zielintildeski P Stanissup3aw ampMaleszewski (2000) Involvement of glycolate

metabolism in acclimation of Chlorella vulgariscultures to low phosphate supply Plant Physiologyand Biochemistry 38(9) 727ndash734 httpsdoiorg101016S0981-9428(00)01175-X

Lam M K Yusoff M I Uemura Y Lim J W Khoo CG Lee K T amp Ong H C (2017) Cultivation ofChlorella vulgaris using nutrients source fromdomestic wastewater for biodiesel productionGrowth condition and kinetic studies RenewableEnergy 103 197ndash207 httpsdoiorg101016jrenene201611032

Li Y Horsman M Wang B Wu N amp Lan C Q (2008)Effects of nitrogen sources on cell growth and lipidaccumulation of green alga Neochlorisoleoabundans Applied Microbiology andBiotechnology 81(4) 629ndash636 httpsdoiorg101007s00253-008-1681-1

Lichtenthaler H K (1987) Chlorophylls andCarotenoids Pigments of PhotosyntheticBiomembranes Methods in Enzymology 148(C)3 5 0 - 3 8 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 1 6 0 0 7 6 -6879(87)48036-1

Martins A P Junior O N Colepicolo P amp Yokoya N S(2011) Effects of nitrate and phosphate availabilitieson growth photosynthesis and pigment and proteincontents in colour strains of Hypnea musciformis(Wulfen in Jacqu) JV Lamour (GigartinalesRhodophyta) Brazilian Journal of Pharmacognosy21(2) 340ndash348 httpsdoiorg101590S0102-695X2011005000078

Milledge J J (2011) Commercial application ofmicroalgae other than as biofuels A brief reviewReviews in Environmental Science andBiotechnology 10(1) 31ndash41 httpsdoiorg101007s11157-010-9214-7

Minhas A K Hodgson P Barrow C J amp Adholeya A(2016) A review on the assessment of stress conditionsfor simultaneous production of microalgal lipids andcarotenoids Frontiers in Microbiology 7(MAY) 1ndash19httpsdoiorg103389fmicb201600546

Moussa I D-B Chtourou H Karray F Sayadi S ampDhouib A (2017) Nitrogen or phosphorus repletionstrategies for enhancing lipid or carotenoid productionfrom Tetraselmis marina Bioresource Technology238 325ndash332 httpsdoiorg101016jbiortech201704008

Paliwal C Mitra M Bhayani K Bharadwaj S V VGhosh T Dubey S amp Mishra S (2017) Abioticstresses as tools for metabolites in microalgaeBioresource Technology 244 1216-1226 httpsdoiorg101016jbiortech201705058

Ramos A Coesel S Marques A Rodrigues MBaumgartner A Noronha J hellip Varela J (2008)Isolation and characterization of a stress-inducibleDunaliella salina Lcy-beta gene encoding a functionallycopene beta-cyclase Applied Microbiology andBiotechnology 79(5) 819 httpsdoiorg101007s00253-008-1492-4

Sekatresna W Dharma A Zein R amp Chaidir Z (2016)Identification of blue-green algae unculturedoscillatoria sp IPOME-4 isolated from local industry

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

18

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian penelitiandan penyusunan artikel ilmiah ini Terucap kepadaanalis Laboratorium Biokimia Genetika FMIPAUniversitas Andalas dan Analis Laboratorium DasarSentral Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Abalde J Fabregas J amp Herrero C (1991) acirc-Carotene vitamin C and vitamin E content of themarine microalga Dunaliella tertiolecta cultured withdifferent nitrogen sources Bioresource Technology38(2ndash3) 121ndash125 httpsdoiorg1010160960-8524(91)90142-7

Asker D amp Ohta Y (1999) Production of canthaxanthinby extremely halophilic bacteria Journal of Bioscienceand Bioengineering 88(6) 617ndash621 httpsdoiorg101016S1389-1723(00)87089-9

Borowitzka M A Huisman J M amp Osborn A (1991)Culture of the astaxanthin-producing greenalgaHaematococcus pluvialis 1 Effects of nutrientson growth and cell type Journal of Applied Phycology3(4) 295ndash304 httpsdoiorg101007BF02392882

Coates C R Trentacoste E amp Gerwick W H (2013)Bioactive and novel chemicals from microalgae In ARichmond amp Q Hu (Eds) Handbook of microalgalculture (pp 504ndash531) John Wiley amp Sons Ltd httpsdoiorg1010029781118567166ch26

Couso I Vila M Vigara J Cordero B F Vargas MAacute Rodriacuteguez H amp Leoacuten R (2012) Synthesis ofcarotenoids and regulation of the carotenoidbiosynthesis pathway in response to high light stressin the unicellular microalga Chlamydomonasreinhardtii European Journal of Phycology 47(3)2 2 3 ndash 2 3 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 8 0 096702622012692816

Dean A P Sigee D C Estrada B amp Pittman J K(2010) Using FTIR spectroscopy for rapiddetermination of lipid accumulation in response tonitrogen limitation in freshwater microalgaeBioresource Technology 101(12) 4499ndash4507 httpsdoiorg101016jbiortech201001065

Forjaacuten E Garbayo I Casal C amp Viacutelchez C (2007)Enhancement of carotenoid production in In AMeacutendez-Vilas (Ed) Communicating CurrentResearch and Educational Topics and Trends inApplied Microbiology (pp 356ndash364) Formatex

Hernandi R Dharma A A (2018) Screening Isolationand Characterization of the Potential Microalgae asBiodiesel Production from Lake Kerinci Jambi 9(6) 5

Juneja A Ceballos R M amp Murthy G S (2013) Effectsof environmental factors and nutrient availability onthe biochemical composition of algae for biofuelsproduction A review Energies 6(9) 4607ndash4638httpsdoiorg103390en6094607

Kozlowska-Szerenos B Zielintildeski P Stanissup3aw ampMaleszewski (2000) Involvement of glycolate

metabolism in acclimation of Chlorella vulgariscultures to low phosphate supply Plant Physiologyand Biochemistry 38(9) 727ndash734 httpsdoiorg101016S0981-9428(00)01175-X

Lam M K Yusoff M I Uemura Y Lim J W Khoo CG Lee K T amp Ong H C (2017) Cultivation ofChlorella vulgaris using nutrients source fromdomestic wastewater for biodiesel productionGrowth condition and kinetic studies RenewableEnergy 103 197ndash207 httpsdoiorg101016jrenene201611032

Li Y Horsman M Wang B Wu N amp Lan C Q (2008)Effects of nitrogen sources on cell growth and lipidaccumulation of green alga Neochlorisoleoabundans Applied Microbiology andBiotechnology 81(4) 629ndash636 httpsdoiorg101007s00253-008-1681-1

Lichtenthaler H K (1987) Chlorophylls andCarotenoids Pigments of PhotosyntheticBiomembranes Methods in Enzymology 148(C)3 5 0 - 3 8 2 h t t p s d o i o r g 1 0 1 0 1 6 0 0 7 6 -6879(87)48036-1

Martins A P Junior O N Colepicolo P amp Yokoya N S(2011) Effects of nitrate and phosphate availabilitieson growth photosynthesis and pigment and proteincontents in colour strains of Hypnea musciformis(Wulfen in Jacqu) JV Lamour (GigartinalesRhodophyta) Brazilian Journal of Pharmacognosy21(2) 340ndash348 httpsdoiorg101590S0102-695X2011005000078

Milledge J J (2011) Commercial application ofmicroalgae other than as biofuels A brief reviewReviews in Environmental Science andBiotechnology 10(1) 31ndash41 httpsdoiorg101007s11157-010-9214-7

Minhas A K Hodgson P Barrow C J amp Adholeya A(2016) A review on the assessment of stress conditionsfor simultaneous production of microalgal lipids andcarotenoids Frontiers in Microbiology 7(MAY) 1ndash19httpsdoiorg103389fmicb201600546

Moussa I D-B Chtourou H Karray F Sayadi S ampDhouib A (2017) Nitrogen or phosphorus repletionstrategies for enhancing lipid or carotenoid productionfrom Tetraselmis marina Bioresource Technology238 325ndash332 httpsdoiorg101016jbiortech201704008

Paliwal C Mitra M Bhayani K Bharadwaj S V VGhosh T Dubey S amp Mishra S (2017) Abioticstresses as tools for metabolites in microalgaeBioresource Technology 244 1216-1226 httpsdoiorg101016jbiortech201705058

Ramos A Coesel S Marques A Rodrigues MBaumgartner A Noronha J hellip Varela J (2008)Isolation and characterization of a stress-inducibleDunaliella salina Lcy-beta gene encoding a functionallycopene beta-cyclase Applied Microbiology andBiotechnology 79(5) 819 httpsdoiorg101007s00253-008-1492-4

Sekatresna W Dharma A Zein R amp Chaidir Z (2016)Identification of blue-green algae unculturedoscillatoria sp IPOME-4 isolated from local industry

19

Penapisan Mikroalga Penghasil Karotenoid serta Studi Pengaruh Stres (Wahida N Elfiza et al)

effluent with the potential as -carotene feedstock DerPharma Chemica 8(12) 110ndash117

Singh P Gupta S K Guldhe A Rawat I amp Bux F (2015)Microalgae isolation and basic culturing techniques InS-K Kim (Ed) Handbook of marine microalgae (pp43ndash54) Boston Academic Press httpsdoiorg101016B978-0-12-800776-100004-2

Stafsnes M H Josefsen K D Kildahl-Andersen G VallaS Ellingsen T E amp Bruheim P (2010) Isolation andcharacterization of marine pigmented bacteria from

Norwegian coastal waters and screening forcarotenoids with UVA-blue light absorbing propertiesJournal of Microbiology 48(1) 16ndash23 httpsdoiorg101007s12275-009-0118-6

Talling J F (2010) Potassium- A non-limiting nutrient infresh watersFreshwater Reviews 3(2) 97ndash104Retrieved from httpsdoiorg101608FRJ-321

Wehr J D (2018) Algae Anatomy Biochemistry andBiotechnology by Barsanti L amp Gualtieri httpsdoiorg101111j1529-8817200700335x

JPB Kelautan dan Perikanan Vol 14 No 1 Tahun 2019 9-20

20