Senin, 13 April 2015

Kultur Chlorella : Produksi Lipida dan Pemanfaatannya Dalam Pengolahan Air Limbah

Arsip Cofa No. C 190

Pengaruh Nitrogen dan Karbon Dioksida Terhadap Produksi Lipida Pada Kultur Chlorella

Widjaja et al. (2009) melakukan studi untuk mengetahui cara meningkatkan produksi lipida dari mikroalga air tawar Chlorella vulgaris dengan meneliti beberapa faktor penting seperti pengaruh konsentrasi CO2, kekurangan nitrogen dan waktu panen serta metode esktraksi. Suhu pengeringan selama ekstraksi lipida dari biomas alga ternyata mempengaruhi tidak hanya komposisi lipida tetapi juga kandungan lipida. Pengeringan pada suhu sangat rendah dan dengan kondisi hampa udara memberikan hasil terbaik tetapi pengeringan pada suhu 60 °C masih mempertahankan komposisi lipida sedangkan kandungan lipida total hanya menurun sedikit. Pengeringan pada suhu yang lebih tinggi mengurangi kandungan triasilgliserol. Bila sampel alga kering ditumbuk cukup halus, ultrasonikasi tidak memberikan pengaruh terhadap kandungan lipida maupun terhadap lama ekstraksi.

Widjaja et al. (2009) menambahkan bahwa selain meningkatkan total kandungan lipida dalam sel-sel mikroalga akibat media kultur kekurangan nitrogen, ternyata bahwa perubahan dari media bernutrien normal ke media yang kekurangan nitrogen akan mengubah secara perlahan-lahan komposisi lipida dari lipida yang bebas asam lemak menjadi lipida yang banyak mengandung triasilgliserol. Karena kandungan lipida yang lebih tinggi diperoleh bila pertumbuhan alga sangat lambat akibat kekurangan nitrogen, maka masalah kandungan lipida dan waktu panen harus dipertimbangkan guna mendapatkan kandungan lipida yang lebih banyak dan produktivitas lipida yang lebih tinggi. Karena pertumbuhan alga ini banyak ditingkatkan oleh naiknya konsentrasi CO2, maka konsentrasi gas ini memainkan peranan penting dalam meningkatkan produktivitas lipida. Pada konsentrasi CO2 rendah sampai sedang, produktivitas lipida tertinggi dapat diperoleh selama kekurangan nitrogen yang dapat melebihi produktivitas selama nutrisi normal. Pada konsentrasi CO2 tinggi, pemanenan pada akhir fase linier selama nutrisi normal menghasilkan produktivitas lipida tertinggi. Bagaimanapun, dengan mengurangi lama inkubasi dalam media kurang-nitrogen, kandungan lipida yang lebih tinggi serta produktivitas lipida yang lebih besar masih bisa dicapai pada kondisi ini.

Baca juga :
Struktur Komunitas dan Dinamika Populasi Plankton

Pengaruh Besi Terhadap Pertumbuhan dan Penimbunan Lipida Pada Kultur Chlorella

Liu et al. (2008) menyatakan bahwa kelayakan ekonomi kultur masal alga untuk produksi biodiesel bisa diperbaiki dengan meningkatkan produktivitas biomas dan cadangan lipida. Pengaruh besi terhadap pertumbuhan dan penimbunan lipida dalam mikroalga laut Chlorella vulgaris telah dipelajari. Pada percobaan I, pengayaan media pertumbuhan dengan FeCl3-berchelat pada saat alga memasuki fase pertumbuhan akhir meningkatkan kepadatan sel akhir tetapi tidak merangsang penimbunan lipida di dalam sel. Pada percobaan II, sel-sel yang memasuki fase pertumbuhan eksponensial akhir dikumpulkan dengan cara sentrifugasi dan diinokulasi kembali ke media baru yang dilengkapi dengan lima level konsentrasi Fe3+. Total kandungan lipida dalam kultur yang dilengkapi dengan 1,2 × 10-5 mol/liter FeCl3 naik sampai 56,6 % biomas berdasarkan berat kering dan nilai ini adalah 3 - 7 kali lipat dibandingkan nilai dalam media lain yang konsentrasi besinya lebih sedikit. Selain itu, metode sederhana dan cepat untuk menentukan penimbunan lipida dalam Chlorella vulgaris dengan spektrofluorimetri telah dikembangkan.

Baca juga :
Fotosintesis Fitoplankton dan Pengaruh Faktor Fisika-Kimia

Meningkatkan Produksi Lipida Pada Chlorella vulgaris Dengan Mengendalikan Kondisi Kultur

Lu et al. (2010) melaporkan bahwa untuk meningkatkan produktivitas lipida dan dengan demikian mengurangi biaya produksi biodiesel mikroalga, pengaruh kondisi kultur termasuk konsentrasi KNO3, CO2 dan iradiansi cahaya (energi cahaya per satuan luas) terhadap pertumbuhan sel, kandungan klorofil-a dan penimbunan lipida pada Chlorella vulgaris telah diteliti secara sistematik dalam fotobioreaktor. Komposisi biokimia termasuk karbohidrat, protein dan lipida dianalisis secara bersamaan dengan spektroskopi FT-IR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produktivitas biomas terbesar dan kandungan lipida terbanyak bisa diperoleh pada kondisi kultur yang berbeda. Alga sebaiknya dipanen pada saat produktivitas biomas dan kandungan lipidanya optimum, yaitu ketika kondisi kulturnya dikendalikan pada 1,0 mM KNO3, 1,0 % CO2 dan 60 mikromol foton/m2/detik pada suhu 25 °C, produktivitas lipida tertinggi yang diperoleh adalah 40 mg/liter/hari, yang merupakan 2,5 kali lipat nilai yang dilaporkan oleh penelitian sebelumnya.

Ad (klik gambar untuk informasi lebih detil) :


Glukosa Untuk Meningkatkan Produksi Lipida Pada Kultur Chlorella

Liang et al. (2009) meneliti biomas dan produktivitas lipida Chlorella vulgaris pada berbagai kondisi pertumbuhan. Pertumbuhan autotrofik menghasilkan kandungan lipida seluler yang lebih tinggi (38 %), namun produktivitas lipidanya jauh lebih rendah bila dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh pertumbuhan heterotrofik dengan media asetat, glukosa atau gliserol. Nilai-nilai optimal pertumbuhan sel (2 gram/liter) dan produktivitas lipida (54 mg/liter/hari) diperoleh dengan memanfaatkan glukosa berkonsentrasi 1 % (berat/volume); konsentrasi glukosa yang lebih tinggi bersifat menghambat. Pertumbuhan Chlorella vulgaris pada media gliserol memiliki efek dosis yang sama dengan pada media glukosa. Secara umum, Chlorella vulgaris bersifat mixotrophic.

Baca juga :
Kultur Daphnia : Pengaruh Faktor Lingkungan

Asam-Asam Lemak Yang Dihasilkan Oleh Kultur Chlorella

Petkova dan Garcia (2007) mempelajari komposisi asam lemak tiga spesies Chlorella pada kondisi kultur fotoautotrof, heterotrof, kelaparan nitrogen dan pada kultur fotobioreaktor luar-ruangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa asam-asam lemak 14:0, 16:0, 16:1, 16:2, 16:3, 18:0, 18:1, 18:2 dan a-18:3 terbukti berasal dari Chlorella. Sedangkan asam-asam lemak dengan 20 atom karbon dan empat atau lima ikatan rangkap dianggap tidak berasal dari Chlorella. Keberadaan jenis-jenis asam lemak lain di luar komposisi ini disimpulkan akibat kultur alga yang bersifat campuran, kontaminasi oleh bakteri atau senyawa asing.

Baca juga :
Kultur Masal Brachionus dan Pemanfaatannya Sebagai Pakan Larva Ikan

Kultur Chlorella Untuk Mengolah Air Limbah Perkotaan

Wang et al. (2010) melakukan studi dengan tujuan untuk mengevaluasi pertumbuhan alga hijau Chlorella sp. pada sampel air limbah dari empat titik instalasi pengolahan limbah perkotaan lokal dan bagaimana pertumbuhan alga bisa menyingkirkan nitrogen, fosfor, chemical oxygen demand (COD) dan ion-ion logam dari air limbah. Keempat limbah cair tersebut adalah limbah sebelum pengendapan primer (air limbah no 1), air limbah setelah pengendapan primer (air limbah no 2), air limbah yang keluar dari tangki lumpur aktif (air limbah no 3) dan sentrat (air limbah no 4), yaitu air limbah yang dihasilkan oleh sentrifugasi lumpur.

Wang et al. (2010), berdasarkan studi yang dilakukannya itu, menyimpulkan bahwa rata-rata laju pertumbuhan spesifik dalam periode eksponensial adalah 0,412, 0,429, 0,343, dan 0,948 per hari untuk air limbah no 1, 2, 3 dan 4, berturut-turut. Laju penyingkiran NH4-N adalah 82,4 %, 74,7 % dan 78,3 % untuk air limbah no 1, 2 dan 4, berturut-turut. Untuk air limbah no 3, sebanyak 62,5 % NO3-N, yang merupakan bentuk utama nitrogen anorganik, dihilangkan dengan laju yang besarnya 6,3 kali lipat laju pembentukan NO2-N. Dari air limbah no 1, 2 dan 4 sebanyak 83,2 %, 90,6 % dan 85,6 % fosfor serta 50,9 %, 56,5 % dan 83,0 % COD, berturut-turut, bisa dihilangkan. Hanya 4,7 % fosfor dihilangkan dalam air limbah no 3 dan COD dalam air limbah no 3 meningkat sedikit setelah pertumbuhan alga, mungkin akibat ekskresi molekul-molekul organik fotosintetik kecil oleh alga. Ion-ion logam, terutama Al, Ca, Fe, Mg dan Mn dalam sentrat disingkirkan dengan sangat efisien. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa alga yang ditumbuhkan dalam sentrat kaya-zat hara menyediakan pilihan baru penggunaan alga untuk mengolah limbah dan mengurangi beban zat hara dalam air.


REFERENSI :
ARTIKEL TERKAIT

loading...

0 Komentar:

Posting Komentar

Berlangganan Posting Komentar [Atom]

<< Beranda