Penggunaan Limbah Cair Tahu untuk

Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Penggunaan Limbah Cair Tahu untuk
Meningkatkan Pertumbuhan dan Produksi Biodisel
dari Mikroalga Scenedesmus sp
Mohamad Agus Salim
Abstrak
Penelitian yang dilaksanakan bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian limbah cair
tahu terhadap kerapatan sel dan produksi biodisel dari mikroalga Scenedesmus sp. Percobaan
menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan sepuluh ulangan. Perlakuan terdiri dari
enam konsentrasi limbah cair tahu yaitu 0% (kontrol), 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. Pada
puncak populasi, kerapatan sel tertinggi pada perlakuan limbah cair tahu 20% sebanyak
8.996.125 sel.ml-1 pada hari ketujuh dan kerapatan sel terendah terjadi pada pemberian
limbah cair tahu 50% sebanyak 225.367 sel.ml-1 pada hari ke tigabelas. Berat basah, berat
kering dan hasil minyak tertinggi terjadi pada pemberian limbah cair tahu 20% dan terendah
pada pemberian limbah cair tahu 50%. Produksi biodisel tertinggi terjadi pada pemberian
limbah cair tahu 20% sebanyak 32.33%-berat.
Kata Kunci : limbah cair tahu, Lipida, Scenedesmus sp
Abstract
The research has been conducted to know the influences of provide of tofu waste water to cell
density and biodiesel production of Scenedesmus sp microalgae. The experiment design was
completely randomized design with ten replications. The treatments comprising of 6
concentrations of tofu waste water : 0% (control), 10%, 20%, 30%, 40% and 50%. At peak
population, the highest cell density for treatment of tofu waste water 20% was 8.996.125
cell.ml-1 at the day of seven and the lowest cell density for the treatment of tofu waste water
50% was 225.367 cell.ml-1 at the day of thirteen. The highest fresh weight, dry weight and oil
production were occurred in treatment of tofu waste water 20% and the lowest was occurred
in treatment of tofu waste water 50%. The highest biodiesel production (32.33%-berat) was
occurred in treatment tofu waste water 20%.
Key words : Lipid, Scenedesmus sp, Tofu waste water.
82
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
energi alternatif yang paling sesuai dengan
PENDAHULUAN
kondisi wilayah Indonesia salah satunya
Produksi minyak Indonesia akhir-
adalah
biodiesel.
sebagai
saat produksi yang menurun ini justru
pengganti bahan bakar minyak diesel.
harga minyak dunia terus meningkat.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk
Pemerintah
mencari beragam bahan baku biodiesel.
hanya
tidak
bisa
satu
alternatif
mendapatkan keuntungan, namun juga
Pada
harus mengimpor minyak, karena produksi
mengembangkan biodiesel dari berbagai
minyak Indonesia kurang dari 1 juta barel
bahan baku diantaranya adalah biodiesel
perhari. Penurunan produksi sekitar 30%
dari minyak jelantah, minyak goreng, CPO
padahal sebelumnya pada tahun 1999
(crude palm oil), minyak jarak kepyar dan
produksi minyak Indonesia sebesar 1,4
minyak jarak pagar (Zuhdi dan Sukardi,
juta barel perhari (Kurtubi, 2004). Disisi
2005).
lain
kebutuhan
berhasil
Asam lemak merupakan produk
meningkat sangat tajam, pertumbuhan
dari mikroalga yang berupa minyak nabati.
konsumsi bahan bakar meningkat sangat
Mikroalga mengandung minyak nabati
cepat
yang sangat besar. Menurut Briggs (2004),
mencapai
bakar
tersebut
minyak
hingga
bahan
penelitian
energi
diusulkan
akhir ini terus menurun. Sebaliknya pada
bukan
salah
Biodiesel
diatas
10%
(Rahayuningsih, 2005).
Segala
usaha
mikroalga mengandung minyak lebih dari
untuk
mengatasi
50% beratnya. Salah satu jenis mikroalga
keadaan ini perlu segera dilakukan untuk
yang diteliti oleh Sheehan dkk (1998)
mencari sumber energi alternatif yang
kandungan
dapat
sehingga
mencapai lebih dari 50%. Minyak nabati
ketergantungan kepada sumber energi dari
dapat digunakan sebagai bahan baku
minyak bumi dapat dikurangi. Sumber
pembuatan
diperbaharui
minyaknya
biodiesel
bahkan
(Rahayu,
dapat
2005;
83
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Zuhdi, 2002; Zuhdi dkk, 2003; Rahman,
satunya yang terbaik sebagai sumber
1995).
biodisel. Pada kenyataannya mikroalga
Biomassa
terbaik
penghasil
adalah penghasil biodisel paling tinggi.
mikroalga.
Mikroalga
Mikroalga dapat menghasilkan minyak
mampu
sampai 250 kali dari kedelai. Produksi
ukuran
biodisel dari mikroalga akan menjadi satu-
diameternya kurang dari 2 mm. Mikroalga
satunya cara untuk menghasilkan bahan
mengandung banyak minyak, disamping
bakar
itu mikroalga dapat tumbuh lebih cepat
menggantikan penggunaan solar saat ini.
dan mudah. Mikroalga dapat menghasilkan
Mikroalga menghasilkan 7 sampai 31 kali
beberapa macam bahan bakar biologi yang
lebih
terbarukan seperti metana yang dihasilkan
minyak
melalui reaksi anaerob biomassa alga,
mengekstraknya sangat sederhana.
biodisel
adalah
merupakan
organisme
berfotosintesis
yang
meskipun
biodisel diperoleh dari minyak mikroalga
kendaraan
banyak
sawit
Pada
yang
cukup
minyak
untuk
dibandingkan
disamping
itu
pembuatan
cara
biodisel,
dan biohidrogen yang diperoleh secara
trigliserida bereaksi dengan metanol di
fotobiologi (Fedorov, et al., 2005).
dalam reaksi yang disebut transesterifikasi
Ide
menggunakan
mikroalga
atau
alkoholisis.
Transesterifikasi
sebagai sumber bahan bakar bukan hal
menghasilkan metil ester dari asam lemak,
yang baru, namun saat ini menjadi
yaitu biodisel, dan gliserol (Gambar 3).
perhatian
Reaksi
besar
sejak
naiknya
harga
terdiri
dari
beberapa
tahap:
minyak bumi dan pemanasan global yang
trigliserida pertama kali diubah menjadi
dihubungkan dengan pembakaran bahan
digliserida,
bakar fosil. Dilaporkan oleh para ilmuwan
monogliserida
biologi bahwa mikroalga merupakan satu-
gliserol (Gavrilescu dan Chisti, 2005).
kemudian
dan
akhirnya
menjadi
menjadi
84
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
trigliserida
ISSN 1979-8911
metanol
gliserol
metil ester(biodisel)
Gambar 3. Transesterifikasi Minyak menjadi Biodisel. (R1–3 adalah gugus
hidrokarbon).
Transesterifiksi memerlukan 3 mol
seperti natrium dan kalium hidroksida
alkohol untuk setiap mol trigliserida untuk
umum digunakan sebagai katalis
menghasilkan 1 mol gliserol dan 3 mol
komersial pada konsentrasi sekitar 1% dari
metil ester (Gambar 3). Reaksi adalah
berat minyak. Alkoksida seperti natrium
kesetimbangan.
metoksida katalis yang lebih baik dari pada
Proses
industri
menggunakan 6 mol metanol untuk setiap
natrium
mol trigliserida. Metanol yang berlebihan
meningkat digunakan (Gavrilescu dan
agar reaksi benar-benar mengarah ke
Chisti, 2005).
pembentukan metil ester yaitu biodisel.
hidroksida
dan
yg
sekarang
Perbanyakan biomassa Scenedesmus
Hasil dari metil ester lebih dari 98% dari
sp
berat dasar. Transesterifikasi dikatalisis
teknik kultur. Pertumbuhan mikroalga
oleh asam, alkali
membutuhkan optimasi berbagai faktor
Transesterifikasi
dan enzim lipase.
yang
dikatalis
alkali
dapat
pendukung
dimanipulasi
hidup
untuk
menggunakan
memperoleh
sekitar 4000 kali lebih cepat dari reaksi
biomassa yang tinggi. Keberhasilan teknik
yang dikatalis asam. Akibatnya, alkali
kultur tergantung pada kesesuaian antara
85
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
jenis mikroalga yang dibudidayakan dan
tinggi pula dan akhirnya produksi biodisel
beberapa faktor lingkungan. Upaya untuk
dari mikroalga pun dapat meningkat
meningkatkan produksi biomassa dapat
Alga
hijau
adalah
salah
satu
dilakukan dengan memanipulasi faktor
kelompok alga yang besar dalam hal
lingkungan seperti cahaya, kadar CO2,
jumlah spesies dan luas persebaran serta
suhu, pH, salinitas dan nutrisi.
dapat beradaptasi pada habitat ekstrim
Adanya nutrisi merupakan salah satu
seperti alga biru. Spesies dengan bentuk
faktor utama kebutuhan pertumbuh dan
tubuh lebih kecil sering ditemukan di air
berkembangan mikroalga. Pertumbuhan
tawar atau terestrial dengan siklus hidup
mikroalga sangat membutuhkan tiga faktor
meiosis
utama yaitu cahaya, nutrisi dan gas
spesies
karbondioksida.
fitoplankton
Namun
dalam
zigotik,
unisel
meskipun
motil
laut.
beberapa
adalah
Sel-sel
dari
kelas
pelaksanaan kultur mikroalga, pemberian
Chlorophyceae
nutrisi sering diabaikan dibandingkan
berwarna hijau, mengandung klorofil-a
dengan dua faktor yang lain. Oleh sebab
dan -b serta karotenoid. Kloroplas terdiri
itu dengan mencukupi kebutuhan nutrisi
atas pirenoid tepung dan minyak (Ardiles,
diharapkan
akan
2011). Salah satu mikroalga yang termasuk
meningkat akibat pertumbuhannya yang
kedalam divisio ini yaitu Scenedesmus sp.
maksimal.
tinggi
biomassa
Biomassa
diharapkan
mikroalga
yang
Mikroalga
akan
dapat
mikroalga yang belum diketahui secara
luas
merupakan
kloroplas
mikroalga
meningkatkan kandungan minyak yang
ini
mempunyai
anggota
salah satu
potensinya.
86
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Gambar 1. Mikroalga Sceneesmus sp.
Mikroalga
hijau
(Chlorophyta)
seperti jenis Scenedesmus sp memiliki
minyak yang akan dikonversi ke biodisel
dalam jumlah yang banyak pula.
struktur tubuh yang sederhana berdiameter
Kegunaan penelitian ini adalah
kurang dari 2 mm namun kecepatan
untuk memperoleh bahan bakar alternatif
pertumbuhannya
memiliki
yang dapat mengurangi ketergantungan
kandungan minyak yang dapat dijadikan
terhadap bahan bakar fosil yaitu biodisel
sebagai biodisel. Pertumbuhan mikroalga
dari mikroalga jenis Scenedesmus sp.
membutuhkan tiga faktor utama yaitu :
Biodisel yang dihasilkan ini memiliki sifat
sinar matahari, nutrisi dan karbondioksida.
yang unggul yaitu ramah lingkungan
Oleh sebab itu dalam penelitian ini akan
(mengurangi
dilakukan pemberian nutrisi dari limbah
biodegradable,
cair tahu, agar pertumbuhan dari mikroalga
beracun. Selain itu kegunaan penelitian ini
jenis Scenedesmus sp dapat maksimal dan
adalah untuk mengurangi limbah cair yang
tentunya diharapkan akan menghasilkan
dihasilkan oleh pabrik tahu. Mikroalga
tinggi
dan
mampu
efek
rumah
renewable
menggunakan
dan
nutrisi
kaca),
tidak
berupa
87
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
limbah
cair
dengan
dipelihara dalam botol Erlenmeyer 500 ml
karbondioksida dalam proses fotosintesis
dikultur dan disimpan di ruang kultur
untuk menghasilkan karbohidrat dan gas
dengan menata faktor lingkungan yang
O2. Selanjutnya karbohidrat diubah oleh
dibutuhkan seperti : suhu, kelembaban,
mikroalga tersebut menjadi lipida. Lipida
intensitas cahaya, fotoperioda.
merupakan
tahu
bersama
ISSN 1979-8911
bahan
untuk
pembuatan
biodisel.
Karakter pertumbuhan mikroalga
Scenedesmus sp dianalisa dengan kurva
mikroalga
berdasarkan
data
yang
yang
dibuat
didapatkan
persatuan waktu. Dari data tersebut dapat
BAHAN DAN METODE
Penelitian
pertumbuhan
ini
sepenuhnya
diperhitungkan
waktu
generasi
dilaksanakan di Laboratorium Biologi
(generated/doubling
time)
dan
Jurusan
pertumbuhan
berbagai
dari
Sains,
Fakultas
Saintek,
relatif
Universitas Islam Negeri Sunan Gunung
mikroalga Scenedesmus sp hasil kultur.
Djati
mikroalga
Perhitungan kerapatan sel dilakukan secara
koleksi
periodik setiap 24 jam selama 14 hari,
Bandung.
Scenedesmus
Laboratorium
Isolat
sp
Biologi
hasil
dikulturkan
di
menggunakan
Haemacytometer.
Laju
dalam Medium Basal Bold (MBB) dengan
pertumbuhannya dihitung menggunakan
perlakuan 0, 10, 20, 30, 40 dan 50%
rumus sebagai berikut (Chrismadha, et al.,
limbah
2006) :
cair
tahu.
Kultur
tunggal
Scenedesmus sp sebanyak 250 ml yang
Ln (Xt / Xo)
µ = -------------------t
Keterangan : µ = Laju pertumbuhan (pembelahan sel. hari-1), Xt = kerapatan sel pada waktu t,
Xo = kerapatan sel awal, t = waktu (hari).
88
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Cuplikan sebanyak 1 gr dibungkus
pada setiap perlakuan limbah cair tahu.
dalam selongsong kertas yang di alasi
Pertumbuhan jumlah sel yang cepat terjadi
dengan kapas kemudian selongsong kertas
pada pemberian konsentrasi limbah cair
berisi cuplikan tersebut disumbat dengan
tahu 20% diikuti oleh pemberian pada
kapas, dikeringkan dalam oven pada suhu
konsentrasi 10%, 30%, 0%, 40% dan
o
tidak lebih dari 80 C selama kurang lebih
paling lambat pada pemberian konsentrasi
1 jam lalu dimasukkan dalam alat soxhlet
50%.
yang telah dihubungkan dengan labu berisi
pertumbuhan pada pemberian limbah cair
batu didih yang telah dikeringkan dan telah
tahu pada konsentrasi 40% dan 50% bila
diketahui bobotnya. Selanjutkan diekstrak
dibandingkan dengan 0% (kontrol), namun
dengan heksana selama kurang lebih 6
secara keseluruhan perlakuan menunjukan
jam. Ekstrak minyak dikeringkan dalam
adanya pertumbuhan. Pada hari kedua dari
o
oven pada suhu 105 C. Produksi biodisel
dilakukan melalui proses transesterifikasi
dengan
mencampurkan
minyak
hasil
ekstrasi dengan campuran NaOH dan
metanol.
Walaupun
terjadi pertambahan dari jumlah sel awal
104 sel/ml. Hal tersebut menunjukkan
bahwa
sel
memerlukan
Scenedesmus
lagi
faktor
pertumbuhannya.
1. Jumlah Sel
pertumbuhan jumlah sel Scenedesmus sp
sp
adaptasi
tidak
terhadap
lingkungan
Penggunaan
untuk
medium
Basal Bold pada kultur tunggal yang sama
dengan medium yang digunakan untuk
isolasi
Terlihat pada Tabel 1. terjadi
perlambatan
pengamatan jumlah sel Scenedesmus sp
berbagai
HASIL DAN PEMBAHASAN
terjadi
jenis
Scenedesmus
sp
memungkinkan sel dari spesies ini dengan
cepatnya
bereproduksi.
89
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Table 1. Pertumbuhan rata-rata jumlah sel Scenedesmus sp (sel/ml) pada perlakuan
beberapa konsentrasi limbah cair tahu selama 14 hari kultur.
Hari
Konsentrasi Limbah Cair Tahu (%)
0
10
20
30
40
50
1
10.000
10.000
10.000
10.000
10.000
10.000
2
144.553
223.000
576.820
151.000
99.135
79.122
3
345.125
817.545
1.155.867
512.876
101.223
95.554
4
518.173
1.322.154
2.987.554
1.105.132
125.775
98.122
5
789.155
2.765.865
4.997.335
1.355.155
157.257
100.988
6
885.552
3.221.546
6.912.275
1.601.112
178.583
112.431
7
912.373
4.395.575
8.996.125 *)
1.687.237
245.265
126.631
8
1.101.003
5.712.556*)
8.495.886
1.775.489
347.127
128.227
9
1.178.857
3.998.511
8.178.545
2.187.123
457.025
131.253
10
1.156.525
2.965.122
7.116.345
2.565.125*)
553.275
155.725
11
1.256.755(*)
2.617.135
6.945.435
2.399.875
567.165
177.895
12
957.487
2.365.667
6.661.255
2.210.575
775.452(*)
195.124
13
882.135
2.127.656
6.316.224
1.884.122
556.225
225.367(*)
14
799.595
1.544.754
5.875.125
1.662.355
275.668
187.267
Keterangan: (*) = populasi puncak
Pertumbuhan
Scenedesmus
konsentrasi
jumlah
sp
pada
limbah
cair
sel
pada perlakuan pemberian konsentrasi
perlakuan
limbah cair tahu 30% mencapai puncak
20%
pada hari ke-10 dengan jumlah sebanyak
mencapai puncak pada hari ke-7 dengan
2.565.125 sel/ml. Pertumbuhan jumlah sel
jumlah sel sebanyak 8.996.125 sel/ml.
Scenedesmus sp pada perlakuan pemberian
Berikutnya
sel
konsentrasi limbah cair tahu 40% dan 50%
perlakuan
berada di bawah perlakuan 0% (kontrol)
Scenedesmus
konsentrasi
pertumbuhan
sp
pada
limbah
cair
tahu
jumlah
tahu
10%
yaitu mencapai puncah pada hari ke-12
mencapai puncak pada hari ke-8 dengan
dan ke-13 sebesar 775.452 sel/ml dan
jumlah sel sebanyak 5.712.556 sel/ml.
225.367 sel /ml. Sedangkan pada kontrol
Sedangkan jumlah sel Scenedesmus sp
90
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
populasi mencapai puncak pada hari ke-11
terakhir baik berat kering maupun berat
sebesar 1.256.755 sel/ml.
basah menunjukkan peningkatan yang
Pencapaian puncak populasi yang
nyata berdasarkan uji statistik pada selang
lebih cepat pada perlakuan limbah cair
kepercayaan 95% terhadap kontrol. Berat
tahu
tepat
basah terbesar dicapai oleh kultur yang
sp
diberi perlakuan konsentrasi limbah cair
melaksanakan fotosintesis yang lebih cepat
tahu 20%, yang diikuti oleh perlakuan
sehingga menghasilkan biomasa yang
konsentrasi 10%, 30%, 0% (kontrol),
lebih banyak. Ketersediaan unsur hara
kemudian
pada medium yang terbatas menyebabkan
Begitupun berat kering sama seperti berat
tidak mendukung terhadap pertumbuhan
basah
jumlah sel. Begitupun ketersediaan unsur
konsentrasi limbah cair tahu 20% yang
hara yang berlebihan dapat menurunkan
paling tinggi. Berat kering pada semua
jumlah sel karena unsur hara dari limbah
perlakuan menunjukkan sekitar 10 %
cair tahu dapat menyebabkan keracunan
terhadap berat basahnya.
pada
konsentrasi
memungkinkan
sel
yang
Scenedesmus
bagi sel Scenedesmus sp sehingga setelah
mencapai
puncak
maka
40%
yang
dan
terakhir
menunjukkan
50%.
perlakuan
Biomassa yang lebih besar pada
segera
perlakuan pemberian limbah cair tahu
pertumbuhan jumlah sel Scenedesmus sp
konsentrasi 20% sejalan dengan jumlah sel
menurun.
Scenedesmus sp yang tinggi pula pada
perlakuan tersebut. Limbah cair tahu yang
2. Berat Basah dan Berat Kering
Biomassa yang dihitung setelah
dilakukan pemanenan pada pengamatan
diinduksikan ke dalam medium telah
dimanfaatkan oleh sel Scenedesmus sp
untuk pertumbuhan dan reproduksi.
91
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Table 2. Berat basah dan berat kering rata-rata Scenedesmus sp. pada perlakuan
beberapa konsentrasi limbah cair tahu pada hari ke-14.
Perlakuan
Berat Basah
Berat Kering
(%)
(gram)
(gram)
0
130,72 (c)
12,65 (c)
10
198,45 (b)
18,04 (b)
20
267,55 (a)
24,56 (a )
30
177,23(b)
17,13(b)
40
125,25(c)
12,65(c)
50
112,87(c)
11,25(c)
Ket : Nilai pada kolom yang diikuti huruf yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada
taraf 5% dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT).
Penelitian ini memperlihatkan nilai
pertumbuhan
hingga
eksponensial
biomassa yang berbeda pada setiap media
pengkulturan makin meningkat sejalan
kultur
dengan reduksi senyawa organic pada
pada
konsentrasi
pemberian
limbah
cair
beberapa
Sel
medium, sehingga proses metabolisme
mikroalga dapat memanfaatkan substrat
menjadi lebih cepat (Yang dkk., 2000).
organik yang terdapat
pertumbuhannya,
reaksi
tahu.
pada medium
reduksi
dan
3. Hasil Minyak dan Kadar Air
biosintesis ATP hingga respirasi seluler
yaitu glikolisis, siklus krebs dan transfer
elektron
berjalan
lebih
cepat.
Laju
fosforilasi oksidatif dan pembentukan
energi menjadi lebih banyak dan lebih
cepat
sehingga
terjadi
peningkatan
biomassa. Peningkatan biomassa dari fase
Ekstraksi
menggunakan
pelarut
etanol p.a sangat efektif karena dapat
menghasilkan minyak yang cukup tinggi
lebih dari 20%. Jumlah minyak yang lebih
tinggi diperoleh pada semua perlakuan
limbah cair tahu, kecuali perlakuan limbah
92
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
cair tahu pada konsentrasi 50%. sebesar
Pada perlakuan limbah cair tahu 20%
19,976%-berat.
memiliki kadar air yang mencapai 39,54
Minyak hasil ekstraksi dengan
%, sehingga menghasilkan minyak yang
etanol p.a ini memberikan warna agak
paling tinggi yaitu 37,18%-berat. Hasil
hijau. Hal ini menunjukkan terekstraksinya
minyak
klorofil Scenedesmus sp oleh etanol.
perlakuan limbah cair tahu 50% sebesar
Menurut Fajardo et al. (2007) kandungan
19,97%-berat dengan kadar air terendah
air pada fase hidroalkoholik sebesar 40%
27,99%.
yang
terendah
dicapai
oleh
memberikan hasil minyak yang optimal.
Table 3. Hasil minyak (%) dan kadar air (%) rata-rata dari Scenedesmus sp. Dengan
ekstraksi pelarut ethanol (99.8%).
Perlakuan (%)
Produksi minyak
Kadar air (%)
(%-berat)
(fase hidroalkoholik)
0
21,02 (c)
28,56 (a)
10
25,65 (b)
31,23(b)
20
37,18 (a)
39,54 (a)
30
24,98(b)
31,33(b)
40
20,12(c)
28,75(c)
50
19,97(c)
27,99(c)
Ket : Nilai pada kolom yang diikuti huruf yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada
taraf 5% dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT).
Limbah cair tahu mengandung
menghasilkan
energi
kemudian
karbohidrat yang besar dapat dihidrolisis
mensintesis lipid. Menurut Garcia dkk.,
menjadi molekul yang lebih sederhana
(2010) sumber karbon organik yang paling
diantaranya
mudah
optimum digunakan untuk pengkulturan
untuk
mikroalga adalah glukosa dibandingkan
glukosa
sehingga
diserap oleh Scenedesmus
sp.
93
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
karbohidrat
lainnya
dan
ISSN 1979-8911
asam-asam
biosintesis trigliserida berawal dari asam
organik. Glukosa memiliki kandungan
lemak yang dirombak di stroma plastid
energi mencapai 2,8 kj/mol.
dengan menggunakan energi berupa ATP
Menurut Yang dkk. (2000), pada
yang terbentuk dari perombakan 16 hingga
proses glikolisis dihasilkan asam piruvat
18
atom
karbon
dan ATP, kemudian pada siklus asam sitrat
Trigliserida adalah penggabungan dari
dihasilkan NADH, FADH2 dan Asetil
asam
KoA. Asetil KoA membentuk asam lemak
mentransferkan tiga gugus asil dari asetil
jenuh dalam proses lipogenesis, kemudian
KoA di retikulum endoplasma.
lemak
sebagai
dengan
prekursor.
gliserol dengan
asam lemak jenuh tersebut akan bereaksi
Dalam penelitian ini, Scenedesmus
dengan gliserol yang berasal dari proses
sp. mengabsorbsi unsur karbon dari limbah
glikolisis sehingga membentuk trigliserida.
cair tahu oleh selnya dibantu oleh oksigen,
CO2 di atmosfer dan karbon organik di
kemudian dirombak menjadi lipid pada
lingkungan keduanya diperlukan untuk
proses respirasi selnya. Unsur karbon dari
menghasilkan ATP pada sel mikroalga.
glukosa disintesis menjadi trigliserida,
Karbon organik lebih efektif dan cepat
energi berupa ATP sangat diperlukan
dimanfaatkan
dalam
dalam proses ini. Unsur karbon dari
kondisi heterotrof untuk biosintesis lipid
glukosa akan diubah menjadi asetil KoA
dibandingkan
pada siklus asam sitrat, kemudian asetil
oleh
mikroalga
karbon
dari
proses
fotosintesis.
Johnson
KoA dibentuk menjadi asam lemak jenuh,
(2009)
menyatakan
kemudian terjadi proses esterifikasi dengan
bahwa proses sintesis trigliserida pada
gliserol
mikroalga yang pada kulturnya diberi
trigliserida.
sehingga
menghasilkan
senyawa organik akan lebih cepat. Ferrell
Minyak mikroalga dapat diekstrak
dkk., (2010) menyatakan bahwa proses
dengan hasil yang tinggi menggunakan
94
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
pelarut heksana (Hossain dkk., 2008).
minyak yang dihasilkan. Jumlah biodisel
Disamping itu, pertumbuhan mikroalga
yang tertinggi dicapai oleh perlakuan
dapat
bioreaktor
limbah cair tahu pada konsentrasi 20%
mikroorganisme biasa untuk meningkatkan
sebesar 86,96% dari hasil minyak. Jumlah
produksi biomassa dan akumulasi lipid
biodisel yang dihasilkan pada kultur
yang tinggi supaya dihasilkan biodisel
Scenedesmus sp yang diberi perlakuan
yang tinggi pula (Miao dkk., 2006).
berbagai konsentrasi limbah cair tahu
ditumbuhkan
pada
memiliki nilai yang tidak berbeda yaitu
sekitar 80% dari hasil minyaknya.
4. Kadar Biodisel
Biodisel yang dihasilkan cukup
tinggi dengan nilai lebih dari 70% dari
Table 4. Kadar Biodisel (%) rata-rata dan perbandingan terhadap hasil minyak (%).
Perlakuan (%)
Biodisel
(%-berat)
0
10
20
30
40
50
17,43 (c)
20,67 (b)
32,33 (a)
19,88(b)
17,01(c)
17,15(c)
Perbandingan
terhadap hasil
minyak (%)
82,92
80,58
86,96
79,58
84,54
85,87
Ket : Nilai pada kolom yang diikuti huruf yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada
taraf 5% dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT).
Minyak
(trigliserida)
yang
menghasilkan
karbonmonoksida
(CO)
diekstrak dari biomassa sebenarnya bisa
yang beracun, selain itu masih terdapat
langsung digunakan tanpa melalui proses
kerak yang akan menyebabkan korosif.
transesterifikasi terlebih dahulu, namun
Minyak
pembakarannya kurang baik dan akan
kemudian dikonversi menjadi biodisel,
(trigliserida)
yang
dihasilkan
95
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
harus
melalui
transesterifikasi
Berat basah dan berat kering tertinggi
terlebih dahulu menggunakan katalis basa
dicapai oleh kultur Scenedesmus sp yang
(Pranowo, 2010).
mendapat perlakuan pemberian limbah cair
Pada
proses
ISSN 1979-8911
penelitian
proses
tahu 20% sebesar 267,55 gram dan 24,56
transestrerifikasi berjalan dengan baik.
gram. Sedangkan berat basah dan berat
Data menunjukan hasil yang sejalan
kering terendah dicapai pada perlakuan
dengan produksi minyak yang diekstrak.
pemberian limbah cair tahu 50% yaitu
Menurut Xu dkk. (2007) metil ester asam
sebesar 112,87 gram dan 11,25 gram.
lemak merupakan derivat untuk mesin
Hasil minyak dan biodisel tertinggi dicapai
disel (Xu dkk., 2007). Minyak (trigliserida)
oleh
mikroalga adalah bahan baku pembuatan
mendapat perlakuan pemberian limbah cair
biodisel, jadi jumlah biodisel akan sejalan
tahu 20% sebesar 37,18 %-berat dan
dengan
32,33%-berat, dengan efisiensi 86,96%.
jumlah
ini
volume
minyak
kultur
Scenedesmus
sp
yang
(trigliserida).
Saran
Perlu adanya penerapan penelitian
KESIMPULAN DAN SARAN
ini untuk jenis mikroalga air tawar yang
lainnya dan perlu dilakukan optimasi
Kesimpulan
Populasi puncak pada perlakuan
pemberian limbah cair tahu 20% dicapai
pada hari ke-7 sebesar 8.996.125 sel/ml.
Populasi puncak terendah dicapai pada
perlakuan pemberian limbah cair tahu 50%
pada hari ke-13 sebesar 225.367 sel/ml.
pemberian
limbah
cair
tahu
untuk
mengetahui konsentrasinya yang optimum
bagi
pertumbuhan
dan
kadar
lipida
mikroalga serta perlu segera dilakukan
aplikasi di lapangan untuk mengurangi
polutan limbah cair tahu di perairan dan
menghasilkan biodisel sebagai bahan bakar
96
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
ramah lingkungan pengganti solar.
DAFTAR PUSTAKA
Bisnis&Investasi. Rabu, 26 Mei
Briggs, M. (2004). Widescale Biodiesel
Production from Algae. available:
2004.
Rahayu, B.S. (2005). Analisa Emisi NOx
dan Partikel Smoke Pada Motor
[http://www.unh.edu/p2/biodiesel/
article_algae.html.]
Diesel Menggunakan Bahan Bakar
dikunjungi
Crude Palm Methyl Ester. Tugas
pada Pebruari 2005
Chrismadha,T.,
Mardiati,
Y,
Hadiansyah,
D.
Phytoplankton
Response
Increasing
of
2006.
to
Air
Concentration.
Akhir. Institut Teknologi Sepuluh
&
Nopember: Surabaya.
Rahayuningsih. (2005). “Energi Alternatif
dan Kemauan Politik Pemerintah”.
CO2
Limnotek.
13(1):26-32.
Bisnis Indonesia. 24 Juni 2005
Rahman, M. (1995). ”Biodiesel, Alternatif
Substitusi Solar Yang Menjanjikan
Fajardo, A.R, L. Esteban Cerban, A.
Robles
Medina,
F.G.
Fernandez, P.A.G. Moreno, and E.
Molona
Grima.
extraction
from
2007.
the
Phaeodactylum
bagi
Acien
Lipid
Sheehan, J., T. Dunahay, J. Benemann, P.
Roessler, (1998). A look Back at
microalga
The U.S. Department of Energy’s
tricornutum.
Aquatic SpeciesProgram: Biodiesel
from Algae. National Renewable
126
A.S.,
Continuous
Energy Laboratory: Colorado USA
S. Kosourov, M.L.
Ghirardi and M. Seibert, 2005.
H2
photoproduction
Lembaran
Publikasi Lemigas No. 1/95
Eur.J.Lipid Sci.Technol.109 : 120 -
Fedorov,
Indonesia”.
Zuhdi,
MFA.
(2002).
Aplikasi
Pengguanaan Waste Methyl Ester
reinhardtii
Pada High Speed Marine Diesel
using a novel two- stage, sulfate-
Engine. Seminar Nasional Teori
limited
aplikasi Teknologi Kelautan FTK
by
Chlamydomonas
chemostat
system.
Appl. Biochem. Biotechnol., 124:
ITS: Surabaya
403-12.
Kurtubi.
(2004).
”Indonesia Net
Oil
Importer!”. Harian Pagi Kompas.
97
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
Zuhdi, MFA., Gerianto, I., Budiono, T.
(2003).
Biodiesel
Sebagai
Alternatif Pengganti Bahan Bakar
Fosil Pada Motor Diesel. Laporan
Riset. RUT VIII Bidang Teknologi.
Lembaga
Ilmu
Pengetahuan
Indonesia. Kementerian Riset dan
Teknologi RI
Zuhdi, MFA., Sukardi. (2005). Alga
Sebagai Bahan Baku Biodiesel.
available:
[http://www.geocities.com/fatha
laz/
biodiesel.html]
dikunjungi
pada 15 April 2005
98
Edisi Juli 2013 Volume VII No. 1
ISSN 1979-8911
82