Universitas Airlangga Official Website

Potensi Mikroalga Chlorella Vulgaris sebagai Penghasil Bahan Baku Biodiesel

sumber: Penulis
sumber: Penulis

Kebutuhan energi dunia terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan perkembangan industri. Biodiesel merupakan salah satu solusi alternatif yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Salah satu sumber biomassa yang memiliki potensi besar dalam produksi biodiesel adalah mikroalga. Biodiesel yang berasal dari mikroalga memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan biodiesel yang berasal dari tumbuhan darat, seperti pertumbuhannya yang cepat, efisien dalam menyerap karbondioksida, dan dapat tumbuh di berbagai kondisi lingkungan tanpa harus bersaing dengan lahan pertanian. Namun, kualitas biodiesel sangat bergantung pada komposisi asam lemak yang dimiliki oleh mikroalga tersebut. Asam lemak jenuh (SFA) memberikan stabilitas oksidatif yang baik, tetapi dapat meningkatkan titik beku biodiesel. Di sisi lain, asam lemak tak jenuh (MUFA dan PUFA) berkontribusi pada sifat aliran bahan bakar pada suhu rendah, tetapi lebih rentan terhadap oksidasi.

 Mikroalga memiliki kandungan lipid yang tinggi dan kemampuan untuk tumbuh dalam berbagai kondisi lingkungan. Meskipun mikroalga diketahui mampu menghasilkan lipid dalam jumlah tinggi, produktivitas lipid secara massal di tingkat industri masih belum optimal karena strain alami tidak selalu menghasilkan lipid dalam jumlah tinggi dan kondisi budidaya yang optimal untuk pertumbuhan sering kali berbeda dengan kondisi optimal untuk akumulasi lipid di mana lipid biasanya diproduksi di bawah tekanan. Penelitian untuk mengembangkan strain unggul yang stabil, tahan cekaman, dan mampu memproduksi lipid dalam jumlah besar secara konsisten, serta strategi budidaya yang tidak mengorbankan pertumbuhan biomassa, perlu dilakukan.

Salah satu spesies mikroalga yang paling banyak diteliti adalah Chlorella vulgaris. Spesies ini memiliki kandungan asam lemak yang beragam dan dapat dimodifikasi oleh berbagai faktor lingkungan. Tekanan lingkungan seperti salinitas dan logam berat dapat mempengaruhi komposisi asam lemaknya. Komposisi ini juga dapat mempengaruhi kualitas biodiesel yang dihasilkan. Logam berat seperti kadmium (Cd) diketahui dapat menyebabkan stres oksidatif pada mikroalga. Stres ini berdampak pada perubahan metabolisme sel seperti biosintesis lipid. Selain itu, salinitas juga berperan dalam mempengaruhi komposisi asam lemak melalui mekanisme adaptasi yang melibatkan perubahan keseimbangan antara asam lemak jenuh (saturated fatty acid/SFA), asam lemak tak jenuh tunggal (monounsaturated fatty acid/MUFA), dan asam lemak tak jenuh ganda (polyunsaturated fatty acid/PUFA). Perubahan ini penting dalam menilai kualitas biodiesel melalui rasio SFA, MUFA, dan PUFA yang dihasilkan.

Rasio tersebut mempengaruhi sifat fisikokimia bahan bakar, seperti stabilitas oksidatif, viskositas, angka setana, dan sifat aliran dingin. Beberapa penelitian rekayasa metabolik dengan menggunakan perlakuan cekaman abiotik untuk mengubah komposisi asam lemak mikroalga menjadi bahan baku biodiesel yang potensial telah banyak dilakukan. Namun, penelitian dengan kombinasi perlakuan salinitas dengan logam berat kadmium pada C. vulgaris untuk tujuan evaluasi komposisi asam lemak sebagai bahan baku biodiesel potensial belum pernah dilakukan. Penelitian ini juga akan membuka potensi biorefinery dan bioremediasi logam berat oleh C. vulgaris. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis profil asam lemak mikroalga C. vulgaris yang dikultivasi pada medium yang mengandung 0,6 M NaCl dan 95 µM CdCl2 berdasarkan kesesuaian dengan standar biodiesel. Dengan mengetahui komposisi asam lemak yang berubah akibat cekaman, penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai optimasi produksi biodiesel berbasis mikroalga pada kondisi lingkungan yang kurang ideal.

Dari hasil penelitian Ermavitalini dkk (2025) menunjukkan bahwa bahwa komposisi asam lemak yang terbentuk pada ekstrak mikroalga C. vulgaris dengan perlakuan salinitas dan cekaman kadmium (0,6 M NaCl, 95 µM CdCl2) berpotensi sebagai sumber bahan baku biodiesel yang berkualitas. Hal ini tentu menjadi info penting untuk dasar pengembangan lebih lanjut dari mikroalga tersebut secara massif untuk kebutuhan energi yang terbarukan dalam mensuplai kebutuhan bahan bakar.

Temuan dari penelitian ini memiliki implikasi yang signifikan terhadap produksi biodiesel yang berkelanjutan dengan menggunakan mikroalga. Peningkatan kualitas biodiesel di bawah kondisi stres menunjukkan bahwa budidaya stres yang terkendali dapat digunakan sebagai strategi untuk meningkatkan kualitas bahan baku. Data penunjang dan karakteristik stabilitas oksidatif yang lebih baik membuat biomassa C. vulgaris yang mengalami stres sangat cocok untuk produksi biodiesel. Pertukaran antara tingkat pertumbuhan dan kualitas menghadirkan tantangan dan peluang untuk aplikasi komersial. Sementara kondisi stres mengurangi laju pertumbuhan sebesar 40,29%, peningkatan yang signifikan dalam parameter kualitas biodiesel dapat membenarkan pengurangan laju ini dalam aplikasi di mana kualitas bahan bakar diprioritaskan. Pendekatan ini dapat menjadi sangat berharga untuk memproduksi nilai biodiesel premium atau untuk aplikasi yang membutuhkan stabilitas oksidatif yang tinggi. Selain itu, kemampuan C. vulgaris untuk tumbuh di bawah tekanan logam berat dan salinitas membuka kemungkinan untuk memanfaatkan sumber air marjinal atau bahkan air limbah untuk produksi biodiesel, yang berkontribusi pada perbaikan lingkungan dan pembangkit energi terbarukan.

Sumber: https://ejurnal.uibu.ac.id/index.php/edubiotik/article/view/1261