Pengaruh Vinasse dalam Berbagai Kondisi Trofik terhadap Laju Pertumbuhan dan Kadar Metabolit Euglena sp. dengan Aerasi CO2

Maya Cindiati, Dr. Eko Agus Suyono, M.App.sc.

2024 | Tesis | S2 Biologi

Euglena sp. dapat mengakumulasikan metabolit fungsional dalam biomassanya untuk digunakan dalam berbagai industri. Namun, karena biaya produksi yang tinggi dan kandungan biomassa yang rendah, penelitian ini mengeksplorasi pemanfaatan sumber karbon sebagai medium kultivasi yang hemat biaya, melimpah dan tinggi nutrisi yang didapat dari limbah vinasse dan CO₂. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan limbah vinasse pada kultivasi berbagai kondisi trofik dengan aerasi CO₂ terhadap laju pertumbuhan dan kadar metabolit Euglena sp. Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah optical density (OD) dan densitas sel yang diukur setiap hari, kadar biomassa, karbohidrat, lipid, protein, klorofil, karotenoid dan paramylon diukur setiap tiga hari selama periode pengamatan 18 hari, sedangkan ukuran dan morfologi sel diukur pada awal dan akhir kultivasi. Konsentrasi limbah vinasse yang digunakan pada penelitian ini adalah 4%. Analisis data menggunakan one-way ANOVA dilanjutkan dengan uji Duncan dengan taraf signifikansi 95%. Hasil penelitian menunjukkan perlakuan heterotrofik menghasilkan laju pertumbuhan terbaik dengan densitas sel mencapai 30,7 x 106 sel/mL pada hari ke-13, dan OD sebesar 1,036 pada hari ke-11; kadar biomassa, karbohidrat, protein dan paramylon masing-masing mencapai 0,832 g/L, 0,275 g/L, 0,168 x 10-1 g/L, dan 0,513 g/L pada hari ke-12. Sementara itu, kontrol positif menunjukkan kadar lipid dan klorofil a tertinggi, mencapai 0,273 g/L, dan 3,332 x 10-3 g/L pada hari ke-12, dan klorofil b, serta karotenoid mencapai 2,991 x 10-3 g/L, dan 1,288 x 10-3 g/L masing-masing pada hari ke 18. Nilai aspek rasio menunjukkan bahwa perlakuan kontrol menghasilkan Euglena sp. berbentuk gelondong dan memanjang, perlakuan heterotrofik dan mikso-heterotrofik sel berbentuk membulat dan gelondong, sedangkan pada perlakuan miksotrofik terdapat Euglena sp. dengan sel berbentuk membulat, gelondong, dan memanjang. Berdasarkan uji one-way ANOVA, penambahan limbah vinasse dari berbagai mode trofik berpengaruh nyata terhadap laju pertumbuhan dan kadar metabolit. Penelitian ini menunjukkan bahwa limbah vinasse dapat dijadikan sebagai media alternatif untuk meningkatkan laju pertumbuhan dan akumulasi metabolit pada Euglena sp. Namun demikian, kondisi trofik yang dipilih harus disesuaikan dengan tujuan kultivasi yang dilakukan.

Euglena sp. can accumulate valuable metabolites in its biomass for use in diverse industries. However, due to the high production costs and low biomass content, this research explores the utilization of carbon sources as a cost-effective, abundant, and high-nutrient cultivation medium obtained from vinasse waste and CO₂. This research aimed to determine the effect of vinasse waste on cultivation in various trophic conditions with CO₂ aeration on the growth rate and metabolite levels of Euglena sp. The parameters measured in this study were optical density (OD) and cell density, which were measured every day; biomass, carbohydrate, lipid, protein, chlorophyll, carotenoid, and paramylon levels were measured every three days during the 18-day observation period using specific methods, while cell size and morphology were measured at the beginning and end of cultivation. The concentration of vinasse waste used in this research was 4%. Data analysis used one-way ANOVA followed by the Duncan test with a significance level of 95%. The results showed that heterotrophic treatment produced the best growth rate, with cell density reaching 30.7 x 10⁶ cells/mL on the day 13 and OD of 1.036 on the day 11; Biomass, carbohydrate, protein, and paramylon levels reached 0.832 g/L, 0.275 g/L, 0.168 x 10^-1 g/L, and 0.513 g/L respectively on the day 12. Meanwhile, the positive control showed the highest levels of lipid and chlorophyll a, reaching 0.273 g/L and 3.332 x 10^-3 g/L on day 12, and chlorophyll b and carotenoids reached 2.991 x 10^-3 g/L, and 1.288 x 10^-3 g/L respectively on day 18. The aspect ratio value showed that the control treatment produced Euglena sp. spindle and elongated-shaped; in the heterotrophic and mixo-heterotrophic treatments, the cells were spherical and spindle-shaped, while in the mixotrophic treatment, there were Euglena sp. with spherical, spindle, and elongated cells. Based on the one-way ANOVA test, adding vinasse waste from various trophic modes significantly affected growth rate and metabolite levels. This research shows that vinasse waste can be used as an alternative medium to increase the growth rate and metabolite accumulation in Euglena sp. However, the chosen trophic conditions must be adjusted to the objectives of the cultivation.

Kata Kunci : Euglena sp., karbon dioksida, kondisi trofik, metabolit, limbah vinasse