abstract - IPB Repository

ABSTRACT
IRIANI SETYANINGSIH. Cultivation and Characterization of Active Compound
and Nutrients of Marine Microalgae Chaetoceros gracilis Supervised by
LINAWATI HARDJITO, DANIEL R. MONINTJA, M. FEDI A. SONDITA, and
MARIA BINTANG
Chaetoceros gracilis is a genera of marine microalgae that can be found
in Indonesian waters. The aims of this research were: 1) to grow Chaetoceros
gracilis in NPSi medium and to get the extract of Chaetoceros gracilis which
contained antibacterial compound, 2) to investigate activity and stability of
Chaetoceros gracilis extract, 3) to investigate the effect of Chaetoceros gracilis
extract against bacteria, and 4) to determine the chemical composition of
Chaetoceros gracilis biomass. The Chaetoceros gracilis was grown in nitrogen
phosphate silica (NPSi) medium, continously aerated and illuminated by a 20
watt tube lamp (2500 lux). The cultivation was maintained at 25-26 oC, and
harvested on the 7th day of cultivation. The biomass was separated using
ceramic filter pore 0,3 μm and then freezed dried. They were extracted by
methanol. Antibacterial activity of extract was tested against Gram positive and
negative bacteria by agar diffusion method, compared to commercial antibiotic
(chloramphenicol, tetracycline, oxytetracycline and ampicillin). The stability was
tested during storage. Mechanism of inhibition was determined by analyzing cell
damage. The content of Chaetoceros gracilis biomass such as amino acid, fatty
acid, and minerals was determined using HPLC, GC and AAS respectively. The
result showed that Chaetoceros gracilis grew well in NPSi medium. Extract of
Chaetoceros gracilis showed antibacterial activity against Vibrio harveyi,
Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, dan Bacillus
cereus ATCC 13091 at the concentration of 300 µg/disc. Antibacterial activity of
Chaetoceros gracilis extract at concentration of 300 µg/disc was lower than
antibacterial at the same concentration of chloramphenicol, tetracycline,
oxytetracycline and ampicillin. After being storaged for 6 months, the extract still
showed the same antibacterial activity. The extract of C. gracilis cause damage
by leakage of the cell. Chaetoceros gracilis contained essential amino acids
(threonine, valine, methionine, leucine, isoleucine, lysine, phenylalanine,
histidine), and non essential amino acids (aspartic acid, glutamic acid, serine,
glycine, arginine, alanine, tyrosine); saturated fatty acid such as caprilic acid,
(C8:0), myristic acid, (C14:0), palmitic acid (C16:0), lauric acid, (C12:0),
pentadecanoic acid, (C15:0), stearic acid (C18:0), arachidic acid, (C20:0),
heneicosanoic acid (C21:0), behenic (C22:0), and unsaturated fatty acid such as
palmitoleic acid (C16:1), heptadecanoic acid (C17:1), myristoleic acid (C14:1),
pentadecanoic acid (C15:1), oleic acid (C18:1n9), linoleic acid (C18:3n3),
arachidonic acid (C20:4n6), g-linolenic acid (C18:3n6), docosadienoic acid
(C22:2), eicosapentaenoic acid (C20:5n3) and docosahexaenoic acid (C22:6n3).
Biomass of Chaetoceros gracilis contained minerals such as phosphor (P),
magnesium (Mg), ferrum (Fe), zink (Zn), calcium (Ca), and silicate. The biomass
also containted alcalloid, steroid, carbohydrate, amino acid, and 0,1 % nucleic
acid. It need further study on toxicity.
Keyword: Marine microalgae, Chaetoceros gracilis, NPSi, antibacterial,
chemical composition
RINGKASAN
KULTIVASI DAN KARAKTERISASI KOMPONEN AKTIF DAN NUTRISI DARI
MIKROALGA LAUT Chaetoceros gracilis.
Dibimbing oleh LINAWATI
HARDJITO, DANIEL R. MONINTJA, M. FEDI A. SONDITA, dan MARIA
BINTANG.
Chaetoceros gracilis merupakan mikroalga laut yang ada di perairan
Indonesia.
Beberapa peneliti menyatakan bahwa mikroalga ini memiliki
komponen aktif dan nutrisi yang baik. Namun saat ini pemanfaatan Chaetoceros
masih terbatas untuk pakan alami, sehingga pemanfaatannya perlu dioptimalkan.
Medium untuk pertumbuhan Chaetoceros umumnya medium Guillard, akan
tetapi medium ini cukup mahal. Dengan alasan tersebut perlu dilakukan
penelitian tentang Chaetoceros yang ditumbuhkan dalam medium NPSi dalam
menghasilkan komponen aktif dan nutrisi.
Tujuan dari penelitian ini adalah: (1) memperoleh ekstrak Chaetoceros
gracilis yang ditumbuhkan dalam medium NPSI yang mempunyai aktivitas
antibakteri, (2) menguji aktivitas dan stabilitas senyawa aktif dari ekstrak
Chaetoceros gracilis, (3) menganalisis pengaruh ekstrak Chaetoceros gracilis
terhadap kerusakan sel bakteri, (4) menentukan kandungan kimia dari biomasa
mikroalga Chaetoceros gracilis
Kultivasi Chaetoceros gracilis dilakukan dalam medium NPSi dengan
aerasi terus menerus, sumber cahaya lampu 20 W (2500 lux), pada ruangan
bersuhu 25-26oC. Kultur umur 7 hari dipanen untuk dipisahkan biomasanya,
menggunakan filter keramik pori 0,3 mikron, dikeringkan menggunakan freeze
dryer. Biomasa diekstraksi menggunakan metanol, selanjutnya dilakukan analisis
aktivitas antibakteri terhadap bakteri Gram positif dan negatif, analisis potensi
terhadap antibiotik komersial dan analisis stabilitas senyawa antibakteri. Untuk
mengetahui mekanisme hambatannya, dilakukan analisis kebocoran sel,
kerusakan dinding sel, dan pengamatan morfologi sel menggunakan Scanning
Electron Microscope (SEM). Pada biomasa juga dianalisis kadar protein, lemak,
karbohidrat, komposisi asam amino asam lemak dan mineral, serta fitokimia dan
asam nukleat .
Chaetoceros gracilis yang ditumbuhkan dalam medium NPSi memiliki
fase pertumbuhan eksponensial, stasioner dan fase kematian.
Kultur
Chaetoceros gracilis berwarna coklat. Ekstrak kasar C. gracilis memiliki aktivitas
antibakteri yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri Vibrio harveyi,
Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922, Bacillus
cereus ATCC 13091, namun aktivitasnya lebih kecil dibandingkan dengan
antibiotik komersial pada konsentrasi 300 ug/disc. Ekstrak Chaetoceros gracilis
yang disimpan pada suhu rendah sampai 6 bulan masih memiliki aktivitas
antibakteri yang sama dengan awal. Ekstrak dari Chaetoceros gracilis
menyebabkan kerusakan sel bakteri yang ditunjukkan dengan terjadinya
kebocoran pada sel bakteri.
Biomasa Chaetoceros gracilis mengandung asam amino esensial seperti
treonin, valin, metionin, leusin, isoleusin, lisin, fenilalanin, histidin, dan asam
amino non esensial seperti asam aspartat, asam glutamat, serin, glisin, arginin,
alanin, tirosin. Komposisi asam lemak dalam C. gracilis meliputi kaprilat (C8:0),
miristat (C14:0), palmitat (C16:0), laurat (C12:0), pentadekanoat C15:0, stearat
(C18:0), arakidat C20:0, heneikosanoat (C21:0), behenat (C22:0), serta asam
lemak tidak jenuh seperti palmitoleat (C16:1), heptadekanoat (C17:1), miristoleat
(C14:1), pentadekanoat (C15:1), oleat (C18:1n9), linoleat (C18:3n3), arakhidonat
(C20:4n6), linolenat (C18:3), dokosadienoat (C22:2), eikosapentaenoat
(C20:5n3) dan dokosaheksaenoat (C22:6n3). Biomasa Chaetoceros gracilis
mengandung mineral seperti fosfor (P), magnesium (Mg), besi (Fe), zink (Zn),
kalsium (Ca), dan silika. Biomasa Chaetoceros gracilis mengandung senyawa
golongan alkaloid, steroid, asam amino, karbohidrat. Kadar asam nukleat (DNA)
Chaetoceros gracilis sebesar 0,1 %. Namun perlu kajian lanjut toksisitas
Kata kunci: Mikroalga laut, Chaetoceros gracilis, senyawa antibakteri, komposisi
senyawa kimia