Perhitungan Jumlah Alga Oscillatoria Menggunakan Kapasitor Plat

Perhitungan Jumlah Alga Oscillatoria Menggunakan Kapasitor Plat
Sejajar
Muhammad Fadli Fatahillah dan Musaddiq Musbach
Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Indonesia, Depok, Jawa Barat, Indonesia
E-mail: [email protected]
Abstrak
Beberapa manfaat alga yang telah diteliti yaitu sebagai sumber makanan tambahan dan bahan baku biodiesel.
Salah satu mikroalga yang mudah ditemukan di berbagai habitat air yaitu mikroalga Oscillatoria sp. Penelitian
ini bertujuan untuk melakukan perhitungan terhadap jumlah sel. Perhitungan jumlah sel dilakukan dengan 3
(tiga) metode, yaitu metode kapasitansi dengan menggunakan kapasitor plat sejajar, metode Counting Chamber
dengan menggunakan hemositometer Improved Neubauer, dan metode Optical Density dengan menggunakan
spektrofotometer. Hasil kapasitansi dan konstanta dielektrik udara yang didapatkan untuk validasi alat kapasitor
yang telah dibuat yaitu 15,43 ± 0,67 pF dan 0,965 ± 0,003. Sehingga dapat disimpulkan alat tersebut cukup
presisi untuk digunakan. Berdasarkan data yang didapatkan, dapat dibuktikan bahwa nilai kapasitansi dan
absorbansi berbanding lurus dengan jumlah sel.
Kata kunci : kapasitor, kapasitansi, Oscillatoria sp.
The Calculation of Oscillatoria Algae Using Parallel Plate Capacitor
Abstract
Some benefit from algae that has been discovered are as food source and biodiesel fuel. One of microalgae that
easy to find in all water area is Oscillatoria sp. microalgae. The purpose of this research is to count the number of
the cells. 3 (three) methods are used to count the number of the cells. The first one is Capacitance Method, this
method using a parallel plate capacitor. The second method is Counting Chamber Method, this method using
hemocytometer Improved Neubauer. The third method is Optical Density Method, this method using a
spectrophotometer. The value of capacitance and air dielectric constant that had obtained are used for validating
capacitor instrument. The value are 15,43 ± 0,67 pF and 0,965 ± 0,003. From this result, we can conclude the
instrument is precision enough to use. The value of capacitance and absorbance are proportional with the number
of the cells.
Keywords : capacitor, capacitance, Oscillatoria sp.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Pendahuluan
Mikroalga merupakan organisme yang mengandung klorofil serta pigmen-pigmen
lain sehingga dapat melakukan proses fotosintesis. Mikroalga tersebar luas di alam dan
dapat dijumpai di semua lingkungan yang terkena sinar matahari, serta ciri-ciri dan
morfologinya sangat beragam (Pelczar & Chan, 1986). Manfaat mikroalga untuk makhluk
hidup lainnya, terutama manusia sangat banyak, diantaranya sebagai sumber makanan dan
bahan dalam pembuatan obat-obatan. Penelitian sebelumnya menyebutkan pula manfaat
lain dari alga, yaitu sebagai alternatif bahan baku biodisel (Sheehan et al., 1998, Zuhdi &
Sukardi, 2005).
Alga yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari jenis alga hijau-biru
(Cyanophyta), yaitu Oscillatoria. Dapat ditemukan di berbagai macam habitat, di beragam
kondisi air tawar dan laut. Alga Oscillatoria memiliki karakteristik, yaitu berbentuk
silinder, trikom tidak bercabang, dan terkadang sangat panjang. Dapat bergerak dengan
cara bergetar (osilasi). Beberapa spesies Oscillatoria bersifat toleran terhadap tingkat
polusi yang tinggi (van Vuuren et al., 2006).
Perhitungan jumlah alga seringkali rumit dikarenakan skala alga yang
mikroskopis dan perhitungannya dilakukan bersama mediumnya. Perhitungan jumlah sel
alga yang sering digunakan oleh para ahli mikrobiologi adalah dengan menggunakan
metode Total Plate Count (TPC), Kamar Hitung atau Counting Chamber (CC),
pengukuran biomassa kering sel, dan pengukuran kerapatan optis (Optical Density). Pada
penelitian ini menggunakan suatu metode perhitungan jumlah alga dengan prinsip
pengukuran nilai kapasitansi sel alga yang merupakan salah satu metode alternatif untuk
mendapatkan hasil dengan sensitivitas yang lebih baik (Musbach, et al., 2007).
Secara teori jika diketahui nilai kapasitansi sel alga dalam suspensi maka dapat
diketahui pula jumlah sel alga dalam suspensi tersebut (Musbach, et al., 2007). Pada
perhitungan dengan metode kapasitansi digunakan alat kapasitor. Kapasitor terdiri dari
sepasang luasan plat yang sejajar yang dipisahkan oleh jarak yang kecil. Pada jarak antara
dua plat tersebut terdapat bahan dielektrik (Giancoli, 2005). Sel mikroalga bersifat
dielektrik dan akan bereaksi jika diberikan medan listrik. Adapun penggunaan alat
kapasitor plat sejajar didasari oleh kemudahan dalam penggunaannya dan biaya yang
murah dalam pembuatannya.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Tinjauan Teoritis
Kapasitansi
Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat
menampung muatan elektron. Untuk kapasitor plat sejajar yang masing-masing memiliki luas
A dan dipisahkan oleh jarak d yang berisi udara, kapasitansi dinyatakan dengan rumus
sebagai berikut:
0
Keterangan rumus:
C = kapasitansi (F)
A = luas area plat (m2)
d = jarak antar plat (m)
Ɛ0= permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-12 F/m)
(Nuwaiir, 2009)
Bahan Dielektrik
Bahan dielektrik merupakan suatu material yang pada umumnya bersifat isolator,
yang ditempatkan pada jarak d diantara dua plat konduktor dari kapasitor. Sifat dielektrik
adalah sifat yang dapat menggambarkan kemampuan bahan untuk menyimpan energi dalam
bahan dan menghamburkan energi dalam bentuk panas, ketika bahan tersebut diekspos pada
medan arus listrik. Sifat ini dihasilkan dari arus pengisian dan arus hilang yang berhubungan
dengan kapasitansi listrik dan tahanan material (Silalahi, 2003).
Eksperimen yang dilakukan Faraday menunjukkan bahwa adanya dielektrik
menyebabkan kapasitansi bertambah. Kapasitansi meningkat sebanding dengan faktor K yang
merupakan karakteristik dielektrik yang disebut sebagai konstanta dielektrik (Hidayati et al.,
2013). Karena adanya faktor K tersebut maka kapasitansi kapasitor plat sejajar dapat dihitung
dengan rumus :
0
Kapasitansi Mikroalga
Nilai kapasitansi dari sel alga dalam mediumnya dapat dinyatakan sebagai jumlah
dari kapasitansi tiap individu sel dalam larutan. Dengan asumsi ini dapat diprediksikan bahwa
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
nilai kapasitansi dari tiap individu sel berdasarkan perhitungan kapasitansi sel keseluruhan,
diformulasikan sebagai :
C = ni Ci
Dengan Ci adalah rata-rata nilai kapasitansi dari tiap individu sel dan ni adalah jumlah sel
dalam larutan. Nilai kapasitansi dari tiap individu sel tergantung dari ukuran permukaan
masing-masing sel, oleh karena itu nilai kapasitansi per individu sel Ci adalah nilai rata-rata
dari kapasitansi rata-rata per individu sel.
Perhitungan nilai kapasitansi sel dilakukan pada suspensi, jadi nilai kapasitansi yang
didapat dari kapasitor sebanding dengan kapasitansi sel dan kapasitansi medium, atau
Csel = Csuspensi - Cmedium
Dengan Csel adalah kapasitansi dari sel alga, Csuspensi kapasitansi suspensi yang berisi larutan
alga dan medium, dan Cmedium adalah kapasitansi dari medium tumbuh alga (Musbach, et al.,
2007).
Laju Pertumbuhan Alga
Gambar 1. Grafik laju pertumbuhan alga
Menurut Afandi (2003), secara umum pertumbuhan alga dibagi menjadi empat fase
yaitu :
1. Fase Lag
Fase ini merupakan fase dimana sel alga akan menyesuaikan diri dengan media kultur
yang sudah diberi nutrien.
2. Fase Logaritmik
Pada fase ini mikroalga membelah dengan cepat dan konstan sehingga kepadatan sel
akan meningkat mengikuti kurva logaritmik (eksponensial).
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
3. Fase Stasioner
Pada fase ini pertumbuhan sel mikroalga akan mengalami penurunan dibandingkan
dengan fase logaritmik, laju pembelahan sel sama dengan laju kematian atau dapat
dikatakan penambahan dan pengurangan sel relatif sama sehingga kepadatannya
cenderung tetap.
4. Fase Deklinasi
Fase ini disebut sebagai fase kematian sel dimana pada fase ini terjadi penurunan
jumlah atau kepadatan mikroalga.
Metode Penelitian
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika FMIPA dan
Laboratorium Mikro – Biotek Fakultas Farmasi, Universitas Indonesia, Depok. Waktu
penelitian dilakukan pada Bulan September – November 2014.
Alat
Peralatan yang digunakan adalah kapasitor yang dibuat sendiri, Hemositometer
Improved Neubauer, Spektrofotometer UV-Vis, mikroskop fase kontras, pipet, kuvet, gelas
ukur, lampu, timbangan digital, kertas timbang, aerator, bunsen, dan wadah.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mikroalga Oscillatoria (LIPI),
pupuk NPK dan Urea, alkohol, akuades, spirtus, dan bayclin.
Cara Kerja
Validasi Kapasitor
Setelah alat kapasitor dibuat, kapasitor tersebut akan divalidasi untuk mengetahui
keberhasilan pembuatan alat tersebut. Validasi kapasitor ini menggunakan bahan dielektrik
udara yang nilai kontanta dielektriknya sudah diketahui sehingga nilai kapasitansinya dapat
dihitung secara manual dengan rumus. Lalu nilai kapasitansi alat kapasitor yang terbaca di
kapasitometer dibandingkan dengan nilai kapasitansi sesuai perhitungan dengan bahan
dielektrik udara. Apabila nilai kapasitansi kapasitor mendekati nilai kapasitansi pada
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
perhitungan maka akan semakin baik. Artinya nilai kapasitansi yang nantinya diukur dengan
alat kapasitor akan merepresentasikan nilai kapasitansi yang sebenarnya.
Nilai kapasitansi udara (C) yang didapatkan dari perhitungan dengan rumus
kapasitansi yaitu 15,99 pF, sedangkan nilai kapasitansi udara yang didapatkan dengan alat
kapasitor yaitu 15,43 ± 0,67 pF.
Kulturisasi Alga
Kulturisasi alga untuk pengambilan data, yang pertama dilakukan yaitu larutan
medium NPK Urea sebanyak 6 ml dicampurkan dengan akuades sebanyak 2500 ml pada
wadah, lalu dikocok dan didiamkan selama 20 menit agar larutan tersebut tercampur dengan
baik. Kemudian setelah 20 menit mikroalga sebanyak 300 ml dicampurkan ke dalam larutan
tersebut dan didiamkan selama 1 jam. Lalu setelah didiamkan, diaerasi dan juga diberi cahaya
dari lampu. Wadah yang berisi suspensi alga ini diisolasi agar terhindar dari kontaminasi atau
partikel lain sehingga nantinya akan mendapatkan mikroalga yang optimal untuk digunakan
dalam penelitian.
Pengambilan Data Dengan Metode Kapasitansi
Prosedur pengukuran kapasitansi suspensi dilakukan dengan cara mengukur variasi
harga kapasitansi terhadap waktu. Karena sebagai mana diketahui, pertumbuhan jumlah sel
adalah bergantung secara eksponensial terhadap waktu (Musbach, et al. 2005). Perhitungan
Kapasitansi yang pertama diukur adalah kapasitansi dari medium tumbuh alga.
Perhitungannya dilakukan dengan cara mencelupkan kapasitor kedalam suspensi tersebut,
lalu pada ujung kapasitor ditempelkan kabel yang terhubung dengan kapasitometer. Lalu
didapatkan nilai kapasitansi dari medium tersebutdari nilai yang tertera pada kapasitometer.
Kemudian dilakukan perhitungan pada suspensi alga dengan cara yang sama. Namun Pada
perhitungan suspensi alga ini harus didiamkan dulu sampai angka yang tertera pada
kapasitometer tersebut stabil, kira-kira selama 30 sampai 45 menit dan akan didapatkan nilai
kapasitansi dari suspensi tersebut. Pengukuran alga dengan alat kapasitor dilakukan setiap
hari selama 7 hari.
Pengambilan Data Dengan Metode Counting Chamber
Metode ini dilakukan dengan pengamatan langsung menggunakan mikroskop fase
kontras dengan alat bantu hemositometer Improved Neubauer. Sebelum dilakukan
perhitungan, seluruh bagian dari Counting Chamber harus dibersihkan menggunakan alkohol
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
dan dilap dengan tisu kering agar Counting Chamber tersebut steril dari partikel lain. Jumlah
suspensi alga yang diperlukan dalam perhitungan ini hanya setetes saja, jika terlalu banyak
penetesan harus diulang agar hasil yang didapatkan nanti tepat. Perhitungan menggunakan
Counting Chamber ini dilakukan setiap hari selama 7 hari. Suspensi yang akan diteteskan
pada hemositometer harus homogen, karena itu sebelum suspensi tersebut diambil, suspensi
tersebut dikocok dahulu. Sebelum suspensi diteteskan, dilakukan pengenceran terlebih dahulu
agar suspensi tidak terlalu padat. Untuk menentukan jumlah sel dalam 1 ml suspensi adalah :
Dimana,
N sel : Kerapatan sel alga (sel/ml)
n
: Jumlah sel dari keempat kotak kamar hitung
p
: Tingkat pengenceran, dimana pada penelitian ini bernilai 1
fk
: Faktor konversi yang bernilai 2500
Pengambilan Data Dengan Metode Optical Density
Perhitungan ini menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis. Tahapannya yaitu
pertama mengambil larutan dari medium NPK Urea sebanyak 3 ml dan dimasukkan ke dalam
kuvet. Larutan medium ini berfungsi sebagai blanko. Lalu dilakukan juga hal yang sama pada
suspensi alga. Kemudian kuvet yang berisi medium dan suspensi alga diletakkan ke dalam
spektrofotometer dan dilakukan perhitungan. Hasil dari perhitungan spektrofotometer ini akan
berupa grafik absorbansi terhadap panjang gelombang. Kemudian data nilai absorbansi yang
diambil adalah pada panjang gelombang 670 nm. Perhitungan ini dilakukan pada hari yang
sama dengan perhitungan menggunakan metode lainnya.
Hasil dan Pembahasan
Validasi Kapasitor
Pada penelitian ini dilakukan validasi kapasitor yang tujuannya mengetahui tingkat
keakuratan dan kelayakan dari alat tersebut. Validasi menggunakan dielektrik udara yang
memiliki nilai konstanta dielektrik sebesar 1,0006 (Giancoli, 2005). Nilai kapasitansi yang
seharusnya terukur yaitu sebesar 15,99 pF. Pengukuran nilai kapasitansi udara dilakukan
sebanyak 3 kali selama 3 menit untuk memperoleh nilai kapasitansi rata-rata dan dilakukan
pada suhu konstan 250 C. Data dari pengukuran yang didapatkan dapat dilihat pada Lampiran
1.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Nilai kapasitansi rata-rata yang didapatkan yaitu 15,43 ± 0,67 pF. Sehingga
didapatkan konstanta dielektrik udara pada penelitian ini yaitu sebesar 0,965 ± 0,003. Dari
nilai pengukuran ini kemudian dicari kesalahan literatur dan relatifnya. Kesalahan literatur
dan relatif yang didapatkan dari alat ini yaitu sebesar 3,5 % dan 4,31 %. Parameter kelayakan
pakai alat ini adalah jika kesalahan literatur dan relatifnya kurang dari 7 %. Jika dilihat dari
hasil yang didapatkan, baik kesalahan literatur maupun relatifnya kurang dari 7 %. Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa alat kapasitor yang telah dibuat ini layak pakai untuk
penelitian ini.
Perhitungan Jumlah Sel Alga
Metode Counting Chamber merupakan metode perhitungan jumlah sel alga yang
paling sering digunakan. Suspensi yang disuntikkan pada hemositometer adalah sebanyak 0,5
ml. Data yang diambil pada penelitian ini yaitu pada keempat kotak bagian luar pada grid.
Pengambilan data dilakukan tiap hari selama 7 hari. Tiap kali pengambilan data dilakukan
sebanyak 3 kali. Dari jumlah sel yang terhitung pada pengamatan Counting Chamber dengan
mikroskop, dapat ditentukan jumlah sel pada suspensi. Hasilnya dibagi dengan jumlah
suspensi yang diteteskan pada hemositometer (0,5 ml). Data pengamatan dan jumlah sel total
pada suspensi tertera pada Tabel 1.
Tabel 1. Data jumlah sel mikroalga Oscillatoria per hari dengan metode Counting Chamber
Hari ke-
Jumlah sel terhitung
Jumlah sel per ml
(x 104)
Jumlah sel per 55
ml (x 106)
1
7
3,5
1,925
2
7
3,5
1,925
3
9
4,5
2,475
4
12
6
3,300
5
21
10,5
5,775
6
23
11,5
6,325
7
23
11,5
6,325
Jumlah sel dalam suspensi yang didapatkan pada perhitungan ini tentunya hanya
perkiraan saja dan bukan jumlah yang eksak dikarenakan mikroalga yang digunakan dalam
penelitian ini membentuk koloni. Mikroalga yang membentuk koloni sulit untuk diamati
karena jumlahnya yang bertumpuk. Setelah jumlah sel didapatkan, kemudian diplot dalam
grafik jumlah sel alga terhadap waktu (hari) untuk mengetahui laju pertumbuhan alga, seperti
yang dapat dilihat pada Gambar 2.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
8,0E+06
y = 1E+06e0,2427x
R² = 0,9221
Jumlah sel (sel/ml)
7,0E+06
6,0E+06
5,0E+06
4,0E+06
Grafik Jumlah
sel vs Waktu
3,0E+06
Expon. (Grafik
Jumlah sel vs
Waktu)
2,0E+06
1,0E+06
0,0E+00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Waktu (Hari)
Gambar 1. Grafik hubungan jumlah sel per volume 55 ml terhadap waktu (hari)
Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa laju pertumbuhan mikroalga pada penelitian
ini menunjukkan grafik seperti yang terdapat pada literatur. Pada hari ke 1 dan 2 jumlah sel
mikroalga Osillatoria sama, sehingga dapat dikatakan bahwa laju pertumbuhan berada pada
fase lag. Kemudian pada hari ke 3 mulai ada peningkatan jumlah sel sampai naik secara
eksponensial pada hari ke 5 dan pada hari ke 6 pertumbuhan alga terhenti, lalu masuk ke fase
stasioner sampai hari ke 7.
Perhitungan Absorbansi
Hasil dari spektrofotometer berupa grafik absorbansi versus panjang gelombang.
Data diambil sebanyak 3 kali tiap pengambilan data per hari. Pada penelitian ini, nilai
absorbansi yang diambil adalah nilai pada panjang gelombang 670 nm. Data pengamatan
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Data absorbansi mikroalga Oscillatoria per hari
Hari ke-
Absorbansi
1
0.017
2
0.017
3
0.021
4
0.023
5
0.030
6
0.030
7
0.030
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Dari data tersebut kemudian diplot pada grafik hubungan absorbansi terhadap waktu
(hari).
0,035
y = 0.0148e0.1142x
R² = 0.9093
0,030
Absorbansi
0,025
0,020
Grafik
Absorbansi vs
Waktu
0,015
0,010
Expon. (Grafik
Absorbansi vs
Waktu)
0,005
0,000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Waktu (Hari)
Gambar 2. Grafik hubungan nilai absorbansi mikroalga Oscillatoria terhadap waktu
Dari grafik (Gambar 3) dapat dilihat laju pertumbuhan alga per hari, selama 7 hari.
Pada hari ke 1 dan 2 nilai absorbansinya sama, hal ini menunjukkan densitas suspensi pada
hari tersebut sama. Kemudian mulai terjadi kenaikan nilai absorbansi pada hari ke 3, sampai
kenaikan di titik tertinggi pada hari ke 5. Artinya densitas suspensi tersebut semakin pekat.
Setelah hari ke 5, nilai absorbansinya stasioner sampai hari ke 7.
Perhitungan Kapasitansi
Data pertama yang diambil adalah nilai kapasitansi dari medium tempat tumbuh alga.
Dari data tersebut didapatkan nilai kapasitansi rata-rata dari medium tempat tumbuh alga
yaitu sebesar 6,41 mF. Kemudian data kedua yang diambil yaitu nilai kapasitansi dari
suspensi. Data ini diambil selama 7 hari berturut-turut untuk mengetahui laju pertumbuhan
alga. Dari nilai kapasitansi suspensi yang terhitung, dapat diketahui nilai kapasitansi dari sel
mikroalga dengan menggunakan perhitungan
Csel = Csuspensi - Cmedium
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Dengan Csel adalah kapasitansi dari sel alga, Csuspensi kapasitansi suspensi yang berisi larutan
alga dan medium, dan Cmedium adalah kapasitansi dari medium tumbuh alga (Musbach, et al.,
2007). Sehingga nilai kapasitansi dari sel alganya adalah seperti yang tertera pada Tabel 3.
Tabel 2. Data kapasitansi mikroalga Oscillatoria per hari
Kapasitansi (mF)
Hari ke-
Suspensi
Mikroalga
1
7.34
0.93
2
7.67
1.26
3
7.98
1.57
4
8.50
2.09
5
9.80
3.39
6
10.06
3.65
7
10.26
3.85
Kemudian nilai kapasitansi alga per harinya tersebut diplot dalam grafik hubungan
kapasitansi terhadap waktu (hari), seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4.
5
y = 0,757e0,2557x
R² = 0,9577
4,5
Kapasitansi (mF)
4
3,5
Grafik
Kapasitansi
vs Waktu
3
2,5
2
Expon.
(Grafik
Kapasitansi
vs Waktu)
1,5
1
0,5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Waktu (Hari)
Gambar 3. Grafik hubungan kapasitansi sel mikroalga Oscillatoria terhadap waktu
Dari data yang didapatkan terlihat bahwa adanya kenaikan harga kapasitansi alga
setiap harinya. Laju kenaikan nilai kapasitansi tertinggi yaitu antara hari pertumbuhan alga ke
4 dan ke 5. Kemudian setelah hari ke 5, nilai kapasitansi tetap naik sampai hari ke 7, namun
laju kenaikannya tidak seperti antara hari ke 4 dan 5.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Hubungan Nilai Absorbansi Dengan Jumlah Sel
Untuk melihat hubungan antara nilai absorbansi dengan jumlah sel, data absorbansi
yang diperoleh dari metode Optical Density menggunakan spektofotometer akan
dibandingkan dengan perhitungan jumlah sel menggunakan metode Counting Chamber. Data
perbandingannya tertera pada Tabel 4 yang kemudian diplot pada grafik (Gambar 5).
Tabel 3. Data jumlah sel, nilai absorbansi, dan kapasitansi mikroalga
Hari ke-
Jumlah Sel
Mikroalga (sel/ml)
(x 106)
Absorbansi
Kapasitansi
mikrolga (mF)
1
1,925
0.017
0.93
2
1,925
0.017
1.26
3
2,475
0.021
1.57
4
3,300
0.023
2.09
5
5,775
0.030
3.39
6
6,325
0.030
3.65
7
6,325
0.030
3.85
0,035
y = 3E-09x + 0,0125
R² = 0,9684
0,030
Absorbansi
0,025
Grafik
Absorbansi vs
Jumlah Sel
Linear (Grafik
Absorbansi vs
Jumlah Sel)
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
0,0E+00
2,0E+06
4,0E+06
6,0E+06
8,0E+06
Jumlah sel (sel/ml)
Gambar 4. Grafik hubungan nilai absorbansi dengan jumlah sel
Dari grafik pada Gambar 5 dapat dilihat bahwa hubungan antara absorbansi dengan
jumlah sel berbanding lurus, semakin meningkat nilai absorbansi (semakin pekat densitas
suspensi) maka semakin banyak jumlah sel mikroalga. Sehingga dapat disimpulkan bahwa
nilai absorbansi sebanding dengan jumlah sel.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Hubungan Nilai Kapasitansi Dengan Jumlah Sel
Data kapasitansi yang didapatkan dari penelitian juga dibandingkan dengan data
jumlah sel yang didapatkan untuk melihat hubungan antara nilai kapasitansi dengan jumlah
sel mikroalga Oscillatoria. Hasil perbandingannya tertera pada Tabel 4, dan diplot pada grafik
(Gambar 6).
4,5
y = 6E-07x + 0,0344
R² = 0,9881
4
Kapasitansi (mF)
3,5
3
2,5
Grafik Kapasitansi
vs Jumlah sel
2
1,5
1
Linear (Grafik
Kapasitansi vs
Jumlah sel)
0,5
0
0,0E+00
2,0E+06
4,0E+06
6,0E+06
8,0E+06
Jumlah sel (sel/ml)
Gambar 5. Grafik hubungan nilai kapasitansi dengan jumlah sel
Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa nilai kapasitansi berbanding lurus dengan
jumlah sel. Hal ini mengindikasikan bahwa semakin meningkat nilai kapasitansi dari
suspensi, maka semakin banyak sel dari mikroalga yang terdapat pada suspensi tersebut. Hal
tersebut dikarenakan kapasitansi yang terhitung merupakan jumlah dari kapasitansi tiap
individu sel.
Hubungan Nilai Absorbansi dan Kapasitansi Deangan Jumlah Sel
Tabel 5. Data jumlah sel dan normalisasi nilai kapasitansi dan absorbansi
Normalisasi
Jumlah Sel
(sel/ml) (x 106)
Kapasitansi
Absorbansi
1,925
0.24
0.57
1,925
0.33
0.57
2,475
0.40
0.70
3,300
0.54
0.77
5,775
0.88
1.00
6,325
0.95
1.00
6,325
1.00
1.00
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
1,20
y = 1E-07x + 0,4166
R² = 0,9684
1,00
0,80
y = 2E-07x + 0,0089
R² = 0,9881
0,60
Absorbansi
Linear
(Kapasitansi)
Linear
(Absorbansi)
0,40
0,20
0,00
0,0E+00
Kapasitansi
2,0E+06
4,0E+06
6,0E+06
8,0E+06
Gambar 6. Grafik normalisasi hubungan nilai absorbansi dan kapasitansi dengan jumlah sel
Pada Gambar 7 dapat dilihat bahwa baik absorbansi maupun kapasitansi nilainya
sebanding dengan jumlah sel. Nilai R pada persamaan linieritas grafik hubungan antara nilai
kapasitansi dengan jumlah sel lebih mendekati nilai 1 daripada hubungan antara nilai
absorbansi dengan jumlah sel. Jika nilai R semakin mendekati 1, maka semakin berkorelasi.
Perbedaan tingkat korelasi ini disebabkan parameter perhitungan yang berbeda dari metode
tersebut. Absorbansi lebih rendah nilainya disebabkan ketika konsentrasi dari suspensi
semakin pekat (semakin banyak jumlah sel), maka akan semakin tinggi kemungkinan
terjadinya hamburan. Sehingga hamburan yang dihasilkan akan terreabsorpsi oleh sel.
Sedangkan pada prinsip kapasitansi perhitungannya menggunakan muatan dari sel tersebut.
Kesimpulan
1. Alat kapasitor yang telah dibuat cukup presisi sehingga layak digunakan dalam
penelitian ini.
2. Nilai kapasitansi udara yang didapatkan untuk validasi alat kapasitor yaitu 15,43
± 0,67 pF dan nilai konstanta dielektrik yang didapatkan yaitu 0,965 ± 0,003.
Sehingga didapatkan kesalahan literatur dan relatif dari alat ini yaitu sebesar 3,5
% dan 4,31 %.
3. Nilai absorbansi dan kapasitansi sebanding dengan jumlah sel.
4. Korelasi nilai kapasitansi dengan jumlah sel sedikit lebih baik daripada nilai
absorbansi dengan jumlah sel.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Saran
1. Diharapkan memperbaiki tingkat presisi dari dimensi pembuatan alat kapasitor.
2. Diharapkan untuk melakukan coating pada plat konduktor yang akan dibuat
kapasitor agar plat tersebut tidak berkarat, sehingga mengurangi gangguan faktor
lain yang dapat mengurangi tingkat keakuratan dari perhitungan.
Daftar Referensi
Adil, Ellyzar, & Anita. (2011). Penuntun Praktikum Fisiologi Hewan. Depok : FMIPA
Universitas Indonesia.
Afandi, Y. V. (2003). Uji Penurunan Kandungan Nitrat dan Fosfat oleh Alga Hijau
(Chlorella sp.) Secara Kontinu. Jurusan Teknik Lingkungan ITS, Surabaya.
Ali, M. (2013). Degradasi Nitrat Limbah Domestik Dengan Alga Hijau (Chlorella sp.).
Surabaya : UPN Veteran.
Andersen, R.(2005). Algal Culturing Technique. UK : Elsevier
Anderson, D. B., & Eakin, D. E. (1985). A process for the production of polysaccharides from
microalgae. Biotech Bioengng, 15, 533-547
Anonim. (2014). Parallel Plate Capacitor.
https://electronicspani.com/parallel-plate-
capacitor/.
Bastidas, O. (2014). Count in A Neubauer Chamber Big Squarer & High Cell Concentration
Cell Count. http://www.celeromics.com/en/resources/.
Besoiu,
S.
(2014).
Phases
of
Growth
in
Algae
Population.
http://www.virtualsciencefair.org/2014/beso14s/research.
Brock, T. D., & Madigan. (1991). Biology of Microorganisma. USA : Prentice Hall, Inc.
Giancoli, D. (2005). Physics Principles With Applications (6th ed.). New Jersey : Pearson
Education, Inc.
Giancoli, D. (2011). Fisika edisi 5. Jakarta: Erlangga.
Grifith, D. J. (1981). Introduction to Electrodynamics. New Jersey : Prentice Hall.
Halliday & Resnick. (1984). Fisika edisi 3. Jakarta : Erlangga.
Harmita. (2006). Analisis Kuantitatif Bahan Baku Dan Sediaan Farmasi. Depertemen
Farmasi Universitas Indonesia, Depok.
Hidayati, L., Setiarini, Y., & Hakim. (2013). Alat Pendeteksi Kualitas Biji Kopi Untuk Kopi
Papain (Kopi Citarasa Kopi Luwak Tanpa Menggunakan Luwak) Dengan Metode
Pengukuran Nilai Kapasitansi. Universitas Lampung.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Hope, W. (1983). Biophysics. Berlin : Springer & Verlag.
Isnansetyo, A., & Kurniastuty. (1995). Teknik Kultur Phytoplankton dan Zooplankton.
Yogyakarta : Kanisius.
John,T.
(2013).
The
Science
Interaction
Between
Light
Matter.
http://www.zlobber.com/resources/10932-Spectroscopy-The-Science-interactionbetween-light-matter.
Kacaribu, R. (2007). Pengaruh Pelapisan Dielektrik Minyak Pada Dielektrik Plastik
Terhadap Tegangan Tembus AC. Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Labina, F. A. P. (1994). Pengaruh Perbedaan Salinitas Terhadap Tumbuhan Populasi
Clorella sp. Di Bak-Bak Percobaan. Jurusan Budidaya Perairan Universitas Hang
Tuah, Surabaya.
Lavens, P., & Sorgeloos, P. (1996). Manual on The Production and Use of Live Food For
Aquaculture. USA : FAO Tech.
Musbach, et al. (2005, Maret). Perhitungan Jumlah Sel in vivo Escherichia coli &
Streptococcus Agalactiae Dengan Menggunakan Kapasitor Plat Paralel. Seminar
Nasional Biofisika dan Fisika Medis, Institut Pertanian Bogor.
Musbach , M., Santosa, I.,&Christian, P. (2007). Measurement of capacitance per cell of
Saccaromyces ereviseae. Seminar Biophysics and Medical Physics Society, RMSB,
IPB.
Nicolaides, D. (2014). Capacitor.
http://titan.bloomfield.edu/facstaff/dnicolai/Physics/Physics106/Phy106-lessons/lesson2-106.
Nuwaiir. (2009). Kajian Impedansi dan Kapasitansi Listrik Pada Membran Telur Ayam Ras.
Departemen Fisika FMIPA Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Nybakken, J. W. (1992). Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologis. Jakarta : PT Gramedia
Pustaka.
Owen, T. (1996). Fundamentals of UV-Visible Spectroscopy. Jerman : Hewlett-Packard.
Pelczar, Michael J., Chan, E.C.S., & Krieg, Noel R. (2006). Microbiology (5th ed.). New
York : McGraw-Hill.
Sheehan, et al. (1998). A Look Back at the U.S. Departement of Energy’s Aquatic Species
Program – Biodisel from Algae.
Silalahi, F. (2003). Pengukuran Difusitas Termal dan Sifat Dielektrik Pada Kisaran
Gelombang Radio Dari Produk Lada dan Andaliman. Program Pasca Sarjana Institut
Pertanian Bogor, Bogor.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014
Surosos, A. Y. (2007).
Budidaya Fitoplankton. Departemen kelautan dan Perikanan
Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya, Balai Budidaya Laut Lampung.
Tsukii. (2005). Ocsillatoria.
http://protist.i.hosei.ac.jp/pdb/images/Prokaryotes/Oscillatoriaceae/Oscillatoria/sp_19.
van Vuuren, et al. (2006). Easy Identification of The Most Common Freshwater Algae. NorthWest University, Potchefstroom.
Zuhdi, MFA., & Sukardi. (2005). Alga Sebagai Bahan Baku Biodiesel. Institut Teknologi
Sepuluh November. Surabaya.Anwar, E. (2012). Eksipien dalam Sediaan Farmasi
Karakterisasi dan Aplikasi. Jakarta: Dian Rakyat.
Perhitungan jumlah..., Muhammad Fadli Fatahillah, FMIPA, 2014