Optimization media from low-cost nutrient sources for growing Spirulina platensis and carotenoid production Optimasi media dengan sumber nutrisi murah untuk pertumbuhan dan produksi karotenoid Spirulina platensis

Abstract

Summary
Spirulina platensis is a cyanobacteria
producing several bioactive compounds such as
carotenoids which are economically valuable. To
produce carotenoids in S. platensis biomass
efficiently, it is necessary to define an optimum
medium composition consisting of mineral salt
and organic complex derived from low-cost
nutrient sources. Spirulina platensis grown on
complex media containing latex serum from
concentrated latex factory, supplemented with
salt minerals might produce high yielding
carotenoids. The objective of this research is to
define media composition for optimum growth
and carotenoid production of S. platensis and to
identify carotenoid compounds from biomass of
the algae. S. platensis was grown on media
containing latex serum from latex concentrate
factory (5%, v/v), macroelements and
microelements, for 10 weeks at a room aerated
and illuminated by 20 W TL lamp at 50 cm
distance. Microelements were formulated
at a certain amount to give eleven combinations
of C: N: P: Mg. The Aiba & Ogawa synthetic
medium was used as a reference medium. The
optimum growth of S. platensis had reached
after eight-week incubation. Among eleven
media composition containing latex serum
examined, best growth on a formulated medium
with a ratio of C: N: P: Mg = 1:3:0.3:0.2 yielding
0.350 g biomass/L This amount was slightly
lesser than those on synthetic Aiba & Ogawa
medium that yields 0.407 g biomass/L, after
eight-week incubation. Although the biomass
production was lower than that of synthetic 

Aiba & Ogawa medium, the formulated media
gave higher carotenoid content. The highest
carotenoid content in biomass was 2.866 mg/kg
biomass obtained from a medium with ratio of
C: N: P: Mg = 1: 2: 0.3: 0. Thin layer
chromatography (TLC) analysis of biomass
extract showed the presence of two-six carotenoid
compounds, in which one of them is β- carotene.

Ringkasan
Spirulina platensis adalah sianobakteria yang
menghasilkan berbagai senyawa bioaktif bernilai
ekonomi tinggi antara lain karotenoida. Untuk
memproduksi karotenoida dari biomassa sel
S. platensis secara efisien, perlu ditetapkan
komposisi media mineral dan bahan organik
kompleks yang optimal dari sumber nutrisi yang
murah. Spirulina platensis yang ditumbuhkan
dalam media serum lateks dari pabrik lateks
pekat dengan suplemen garam-garam mineral
tertentu diharapkan produktif dalam
menghasilkan karotenoida. Tujuan penelitian
adalah menetapkan komposisi media yang
optimal untuk pertumbuhan dan produksi
karotenoid serta mengidentifikasi jenis senyawa
karotenoid dalam biomassa sel S. platensis.
Sianobakteria ini ditumbuhkan dalam media
kompleks mengandung serum lateks pekat
(5%, v/v) dengan suplemen nutrisi berupa
makronutrien dan mikronutrien selama
10 minggu di dalam ruangan dengan aerasi dan
penyinaran lampu TL 20 W pada jarak 50 cm.
Komposisi makronutrien diformulasi untuk
memberikan sebelas macam variasi nisbah
C:N:P:Mg. Sebagai pembanding digunakan
media sintetik Aiba & Ogawa. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pertumbuhan S. platensis
mencapai puncak setelah diinkubasikan selama
delapan minggu. Dari 11 komposisi media
mengandung lateks yang diuji, pertumbuhan
S. platensis terbaik adalah yang ditumbuhkan
dalam media formula dengan nisbah C:N:P:Mg=
1:3:0.3:0.2 menghasilkan 0,350 g biomassa/L,
sedikit lebih rendah dibandingkan dengan
menggunakan media sintetik Aiba & Ogawa yang
menghasilkan 0,407 g biomassa/L selama
8 minggu. Walaupun kandungan biomassanya
lebih rendah, media formula tersebut meng-
hasilkan karotenoid lebih tinggi dibandingkan
dengan media sintetik Aiba & Ogawa.
Kandungan karotenoid tertinggi pada biomassa
yaitu sebesar 2.866 mg/kg diperoleh pada media
dengan nisbah C:N:P:Mg=1:2:0.3:0. Analisis
ekstrak biomassa dengan TLC menunjukkan
adanya dua-enam jenis karotenoida, salah
satunya adalah β - karotena.