5

II. TELAAH PUSTAKA

Mikroalga merupakan organisme berukuran renik diameternya antara 3-30 μm,

baik sel tunggal maupun koloni yang hidup di seluruh wilayah perairan tawar

maupun laut yang lazim disebut fitoplankton.Mikroalga termasuk prokariot/eukariot,

umumnya bersifat fotosintetik yang mengandung pigmen berwarna hijau (klorofil),

coklat (fikosantin), biru kehijauan (fikobilin), dan merah (fikoeritrin).Morfologi

mikroalga berbentuk uniseluler atau multiseluler tetapi belum ada pembagian yang

jelas pada sel-sel komponennya.Hal itulah yang membedakan mikroalga dari

tumbuhan tingkat tinggi (Romimohtarto, 2004).

Wehr et., al (2003), menyatakan terdapat 4 divisi utama mikroalga yaitu :

Bacillariophyta (Diatom), Chlorophyta (Alga hijau), Chrysophyta (Alga emas) dan

Cyanophyta (Alga biru). Identifikasi mikroalga bentik dilakukan secara manual

dengan membandingkan pengamatan melalui mikroskop, ada 4 karakteristik yang

digunakan untuk membedakan divisi mikroalga yaitu tipe jaringan sel, ada tidaknya

flagella, tipe komponen fotosintesis, dan jenis pigmen sel. Morfologi sel dan sifat sel

yang menempel baik yang berkoloni ataupun filamen merupakan informasi yang

dapat digunakan untuk mengklasifikasikan masing-masing kelompok mikroalga.

Selain dari karakteristik morfologi (morphological characteristics), komposisi

biokimia dan asam lemakpada setiap sel mikroalga dapat juga digunakansebagai

pembeda dari masing-masing spesies.

Menurut Soelistiono (1990) mikroalga mengandung protein, karbohidrat dan

asam lemak tak jenuh.Kandungan lemak (lipid) dan asam lemak (fatty acid) yang ada

dalam mikroalga merupakan sumber energi. Kandungan ini dihasilkan dari proses

fotosintesis yang merupakan hidrokarbon (Prince & Haroon, 2005). Senyawa

hidrokarbon menurut Thorn (2007) merupakan senyawa lipid yang disimpan dalam

bentuk minyak (trigliserida) maupun asam lemak jenuh.Senyawa trigliserida dari

alga dapat diubah karakteristiknya dalam bentuk metil ester melalui

transesterifikasi.Fatty acid metal ester (FAME) yang dihasilkan dapat digunakan

untuk campuran solar sebagai bahan dasar pembentuk bahan bakar. Menurut Chisti

(2007), telah dilakukan beberapa penelitian untuk mengetahui potensi mikroalga

sebagai penghasil lipid dengan kadar yang berbeda-beda (Tabel 2.1).

bio.unsoed.ac.id

6

Tabel 2.1 Kandungan·lipid pada beberapa mikroalga (Chisti, 2007)

Jenis mikroalga % lipid dari berat kering

Botryococcus braunii 25-75Chlorella sp. 28-32Crypthecodinium cohnii 20Cylindrotheca sp. 16-37Dunaliella primolecta 45-33Isochrysis sp. 20Monallanthus salina N 20-35Nannochloris sp. 31-68Nannochloropsis sp. 35-54Neochloris oleoabundans 20-30Nitzschia sp. 50-77

Menurut Hausemann et al., (2003) penelitian tentang diatom telah diketahui

potensinya sebagai sumber pakan, penghasil enzim, penghasil asam lemak esensial

dan lain sebagainya.Diatom tergolong mikroalga yang cukup tinggi kandungan asam

lemaknya sehingga bisa diekstrak.Diatom memiliki kandungan asam lemak yang

tinggi sehingga dapat diekstrak dan diolah lebih lanjut menjadi biofeul.

Biofuel merupakan bahan bakar nabati dapat diperbaharui (renewable

resources).Biofuel terdiri dari bioethanol dan biogas yang dihasilkan oleh biomassa,

baik tumbuhan, hewan, mikroba maupun limbah.Biofuel adalah campuran senyawa

asam lemak berupa metal atau alkil ester yang dikonversi dari lemak nabati, lemak

hewani dan minyak nabati yang telah dipakai (jelantah). Biofuel dari mikroalga dapat

dijadikan solusi permasalahan kekurangan bahan bakar pada saat ini dan masa yang

mendatang seperti di Indonesia (Chisti, 2007).

Kandungan makromolekul dalam biomassa mikroalga ini telah banyak diteliti

dan dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif (Sheehan et al., 1998) dan sebagai

bahan baku pembuat biofuel (Schenk et al., 2008) kandungan minyaknya bahkan

dapat mencapai lebih dari 50%, minyak nabati ini dapat digunakan untuk bahan baku

pembuat biofuel.Kandungan minyak mikroalga yang cukup tinggi merupakan salah

satu alasan pengembangan biofuel oleh negara-negara maju di Eropa, selain alasan

yang terkait dengan lingkungan.Komposisi asam lemak pada mikroalga yang sangat

bervariasi menyebabkan karakteristik biodiesel yang dihasilkan juga beragam.

Kandungan minyak pada mikroalga berhubungan dengan kandungan lipidnya,

ada tidaknya lipid pada mikroalga dapat diketahui dengan menggunakan Nile Red

(Gunawan, 2010; Cooksey et al., 1987).Larutan Nile Red digunakan untuk

mengetahui kandungan lipid pada mikroalga melalui pembendaran warna (Cooksey

bio.unsoed.ac.id

7

et al., 1987). Mikroalga yang mengandung lipid akan menujukkan pembendaran

warna kuning mengkilap (Gunawan, 2010; Priscu, 1990; Cooksey et al., 1987).

Gunawan (2010), menyatakan bahwa perubahan warna terjadi karena Nile

Redbereaksi dengan lipid yang terkandung dalam sel mikroalga dengan mengubah

ligand menjadi kuning/merah.

Kandungan lemakmikroalga tergantung dari jenis mikroalga, rata-rata

pertumbuhan dan kondisikultur mikroalga (Chisti, 2007).Keunggulan dari mikroalga

yaitu pertumbuhannya yang cepat, dapat dibudidayakan secara cepat dan

kemampuan untuk menghasilkan minyak alami (lipid) yang sangat besar dan

menghasilkan sedikit polusi dibandingkan bahan bakar petroleum menjadikan salah

satu alternatif bahan bakar nabati yang dapat diperbaharui (renewable resources).

Pengembangan budidaya mikroalga dapat dikembangkan dalam dimensi volume,

sehingga dengan luasan lahan yang sama dapat memperoleh biomassa yang lebih

banyak. Produktifitas minyak mikroalga lebih besar dibandingkan sumber minyak

nabati yang lain. Namun beberapa permasalahan yang menghambat pemanfaatan

mikroalga sebagai sumber bahan bakar nabati (biofuel) antara lain ketersediaan jenis-

jenis mikroalga unggulan yang mudah dikembangkan dengan kandungan lipid

tinggi.Menurut Verma et al., (2010) berbagai keuntungan mikroalga sebagai sumber

energi alternatif telah dikemukaan diantaranya yaitu: (a). kemampuan berfotosintesis

sangat tinggi, sekitar 3–8% sinar matahari mampu dikonversikan menjadi energi

dibanding tanaman tingkat tinggi lainnya yang hanya sekitar 0,5%, (b). memiliki

siklus hidup yang pendek (±1–10 hari), (c). kemampuan untuk mensintesis lemak

sangat tinggi (± 40–86% berat kering biomassa), (d). tidak bersaing dengan produk

pangan (e). tidak banyak membutuhkan pupuk dan nutrisi, (f). kemampuan bertahan

pada kondisi lingkungan yang ekstrim (salinitas tinggi atau lingkungan yang

tercemar) seperti di lingkungan perairan sungai.

Sungai merupakan habitat bagi organisme perairan termasuk mikroalga.Istilah

habitat juga untuk menunjukkan tempat tumbuh dan berkembangnya kelompok

organisme berbagai jenis yang membentuk suatu komunitas (Resosoedarmo, 1988

dalam Wiryanto, 1997). Sungai merupakan suatu ekosistem yang di dalamnya selalu

terdapat komponen abiotik dan biotik yang saling mempengaruhi satu sama lain.

Suatu individu akan membentuk populasi, satuan-satuan populasi mendiami habitat

bersama membentuk komunitas. Kelimpahan diartikan sebagai banyaknya individu

yang terdapat dalam contoh sampel yang diambil.Kelimpahan suatu organisme

bio.unsoed.ac.id

8

berubah-ubah sepanjang aliran sungai, beberapa jenis hanya di hulu sedang jenis-

jenis lainnya hanya ditemukan di hilir.Perbedaan ini ditentukan oleh faktor fisika dan

kimia.Faktor fisika dan kimia perairan sungai ini dapat dipengaruhi oleh kegiatan

manusia dari lingkungan sekitarnya.Kegiatan tersebut dapat berupa limbah dari

industri tapioka yaitu menghasilkan limbah padat berupa onggok dan limbah

cair.Limbah cair tapioka yang dibuang ke badan perairan sungai merupakan limbah

organik (Whitten, 1987). Limbah organik ini terdiri dari bahan-bahan organik yang

umumnya terdiri dari senyawa, yaitu: bahan organik yang mudah terurai seperti

protein, karbohidrat dan lemak (Winarno dan Fardiaz, 1974).

Menurut Kabinawa dan Agustini (2005) bahwa limbah organik yang dibuang

di badan air sungai akan mengalami proses penguraian oleh mikroorganisme menjadi

bahan anorganik sederhana yang dapat digunakan sebagai nutrisi untuk pertumbuhan

organisme perairan yaitu mikroalga karena umumnya kaya akan nutrien N (nitrat), P

(fosfat), Si (silika), C (karbon), dan K (kalium) yang merupakan nutrisi bagi

pertumbuhan sel mikroalga.

bio.unsoed.ac.id