KARAKTERISASI STRUKTUR KOMUNITAS SUMBERDAYA MIKROBA LIPID

UNTUK ENERGI DAN LINGKUNGANCharacterization of Microbial Lipid Resources Community

Structure for Energy and Environment

Muhammad HanifPusat Teknologi Pengembangan Sumberdaya Energi, BPPT

Jl. M.H. Thamrin 8, BPPT Gedung II Lantai 22, Jakarta 10340Tel. (021) 3169889,

E-mail: muhammad.hanif@bppt.go.id

Abstract

Indonesian Microbial lipid has a potential as a feedstock for biodiesel production. While, signiture of fatty acids profile from microbial lipid can also be used as an indicator for environmental quality monitoring. Therefore, characterization of microbial lipid resources in Indonesia plays a crucial role to understand the amount and diversity of the resources. In this study, microbial lipid communiy structure was characterized by using supercritical fluid extraction (SFE). Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used to quantify the phospholipid fatty acids (PLFA) without additional sample preparation. SFE method was optimized using the design experimental response surface methodology. The effect of dynamic time, temperature, pressure, and the amount of derivatization agent on the total amount of extracted PLFA were studied using the five-setting design. The optimized values were a pressure of 20 MPa, a temperature of 100 °C, a dynamic time of 15 min, and 124 µL of TMPAH. Under these optimized conditions, the experimental value of total amount of extracted PLFA (68.9±2.2 µg/g-dry weight sludge) was not significantly different from the predicted value (69.4 µg/g-dry weight sludge) at the 95% confidence interval. The application of this method as a routine method based on PLFAs analysis was demonstrated for the monitoring of microbial community structures in environment and for investigating its potential as energy source.

Keywords: supercritical fluid extraction, microbial lipid, microbial community structure, phospholipid fatty acid, biodiesel, environmental monitoring

AbstrakMikroba lipid Indonesia memiliki potensi sebagai bahan baku untuk memproduksi biodiesel. Sedangkan, sidik jari dari profil asam lemak dari mikroba lipid dapat juga digunakan sebagai indikator pemantauan kualitas lingkungan. Oleh karena itu, karakterisasi sumberdaya mikroba lipid di Indonesia memainkan peranan yang krusial untuk mengetahui jumlah dan keanekaragaman sumberdaya mikroba lipid di Indonesia. Dalam penelitian ini, ekstraksi fluida superkritis (EFS) telah diaplikasikan untuk mengkarakterisasi struktur komunitas mikroba lipid. Kromatographi gas-spektrometri massa (KG-SM) digunakan untuk mengkuantifikasi asam lemak phospolipid (ALP) tanpa preparasi sampel. EFS dioptimisasi menggunakan desain eksperimen metodologi respon permukaan. Pengaruh dari waktu dinamis, temperatur, tekanan dan jumlah bahan derivatisasi terhadap jumlah total ALP yang terekstraksi dipelajari menggunakan desain lima pengaturan yang dipilih untuk setiap variabel. Diperoleh bahwa kondisi optimum dari EFS adalah tekanan 20 MPa, temperatur 100 °C, waktu dinamis 15 menit dan jumlah TMPAH 124 µL. Pada kondisi tersebut, jumlah total ekstrak ALP secara experimen adalah 68.9±2.2 µg/g-dry berat lumpur. Nilai ini relatif tidak berbeda secara signifikan dengan nilai prediksi yaitu 69.4 µg/g-dry berat lumpur pada 95% interval kepercayaan. Hal ini menunjukkan bahwa metode ini dapat diaplikasikan sebagai metode rutin untuk mengidentifikasi ALP dalam monitoring struktur komunitas mikroba di lingkungan dan dalam menginvestigasi potensinya sebagai sumber energi.

Kata kunci: ekstraksi fluida superkritis, mikroba lipid, struktur komunitas mikroba, asam lemak phospolid, biodiesel, pemantauan lingkungan

1. PENDAHULUANEnergi merupakan tulang punggung penggerak pembangunan sosial dan ekonomi yang dapat

meningkatkan kualitas hidup rakyat, sehingga ketersediaannya sangat diperlukan. Sejalan dengan perkembangan kegiatan ekonomi dan pertambahan jumlah penduduk, maka akan terjadi

Karakterisasi Struktur Komunitas ................ (Muhammad Hanif) 69

Naskah diterima tanggal: 28 September 2012Disetujui tanggal : 19 Nopember 2012

peningkatan kebutuhan sumberdaya energi. Peningkatan in i tentunya memer lukan pengelolaan yang baik agar pemanfaatan sumberdaya energi dapat dilakukan secara optimal (Soni S.W dan Armansyah H.T., 2006).

Salah satu sumberdaya energi alternatif di Indonesia yang prospeknya sangat menjanjikan namun belum dimanfaatkan secara optimal adalah sumberdaya mikroba. Secara kimiawi, mikroba mengandung lipid yang merupakan bahan baku dalam memproduksi biodiesel (Siddiquee, M.N dan Rohani, S., 2011). Lipid yang terkandung dalam mikroba dapat diektsraksi dan ditran-sesterifikasi untuk menghasilkan fatty acid methyl ester. Selain sebagai sumberdaya energi yang potensial, profil struktur komunitas mikroba tersebut juga dapat digunakan sebagai indikator pemantauan kualitas lingkungan (biomonitoring).

Oleh karena itu, penelitian mengenai utilisasi sumberdaya mikroba Indonesia harus terus digalakkan, mengingat Indonesia memiliki keanekaragaman hayati terkaya di dunia (mega-diversity).

Pada saat ini, kemajuan metodologi untuk menganalisis komunitas mikrobia dari berbagai jenis sampel telah memungkinkan kita untuk mengetahui secara lebih detail komposisi dan fungsi komunitas mikrobia tersebut. Namun, pengembangan dan penerapan metode yang lebih handal untuk memperoleh pemahaman secara komprehensif tentang struktur komunitas mikrobia masih merupakan tantangan (Narihiro, T., dan Y. Sekiguchi, 2007).

Salah satu metode yang paling umum digunakan untuk karakterisasi komunitas mikroba adalah analisis profil asam lemak phospolipid (ALP). Phospolipid merupakan komponen utama dari sel membran. Oleh karena itu, profil ALP dapat digunakan untuk menentukan keberadaan dan jumlah kelompok mikrobia tertentu. ALP akan mengalami penurunan setelah mikroba mati dan tidak disimpan sebagai sebuah senyawa, sehingga mereka dapat digunakan untuk sidik jari komunitas mikrobia (Joergensen, R.G dan F. Wichern, 2008; Smith, C.A., dkk., 2000).

Sedangkan teknik ekstraksi yang paling banyak digunakan untuk ekstrasi mikrobia adalah teknik Bligh-Dyer yang menggunakan campuran mengandung metanol, kloroform, dan penyangga phosfat (Bligh, E.G dan W.J. Dyer, 1959). Teknik ini telah diterapkan secara efektif untuk mengekstrak mikrobia ALP dari sedimen (Mills, C.T, dkk., 2006; Kelly, J.J, dkk., 2007), lingkungan air (Forney, L.J., dkk., 2001; Nordin, L.J., dkk., 2008), dan tanah (Ramsey, P.W., dkk., 2006; Drenovskya, R.E, dkk., 2004). Namun, teknik ini memerlukan waktu yang lama dalam analisa, melibatkan penggunaan pelarut organik berbahaya dalam volume yang besar dan sangat mahal.

Keterbatasan ini menyebabkan dikembang-kannya teknik ekstraksi menggunakan fluida superkritis (EFS) sebagai teknik alternatif dari ekstraksi pelarut konvensional. Riset saat ini untuk

menganalisis mikroba ALP menggunakan SFE hanya berasal dari ekstraksi kultur murni mikrobia. EFS telah digunakan untuk mengekstrak ALP dari bakteri murni dan campuran (Hills, J.W., dkk., 1991; Hawthorne, S.B., dkk., 1992; Gharaibeh, A.A., dkk., 1996). Namun, belum diketahui kehandalan penerapan teknik ini untuk sampel lingkungan karena ekstrak yang dihasilkan dari sampel lingkungan biasanya membutuhkan langkah pemurnian tambahan.

Dalam studi sebelumnya, EFS secara ex-situ telah berhasil diaplikasikan untuk menentukan struktur komunitas mikrobia ALP dalam lumpur aktif, namun masih diperlukan prosedur pemurnian sampel. Total waktu untuk ekstraksi dan derivatisasi, termasuk prosedur pemurnian sampel, adalah sekitar 6 jam (Hanif, M., dkk., 2010), menggunakan pelarut sebagai perangkap sampel hasil ekstraksi. Dibandingkan dengan koleksi sampel dengan pelarut-perangkap, penggunaan cartridge fase padat memiliki potensi untuk meningkatkan efisiensi perangkap karena efek self-cooling dari ekspansi cairan ekstrak (Pourmortazavi, S.M., dan S.S. Hajimirsadeghi, 2007). Hal ini juga memungkinkan untuk memasang perangkap sampel in-line dengan sistem analisis kromatographi. Dalam studi ini, cartridge ekstraksi fase padat dipasang in-line pada instrumen EFS untuk menjebak mikroba ALP dari sampel dalam satu langkah tanpa pemurnian lebih lanjut.

EFS memiliki keuntungan di bandingkan ekstraksi pelarut konvensional karena parameter kondisi ekstraksi dapat dioptimalkan. Optimasi parameter ekstraksi memainkan peran penting dalam pengembangan metode EFS. Metode tradisional trial-and-error hanya dapat meng-optimalkan satu variabel EFS pada suatu waktu dan proses yang membutuhkan waktu yang lama. Selain itu, interaksi antara dua variabel dapat menyebabkan hasil yang bias. Oleh karena itu, dalam penelitian ini, metode EFS dioptimalkan menggunakan desain eksperimental statistik untuk mengeksplorasi hubungan antara beberapa variabel dengan satu atau lebih variabel respon.

Penelitian ini merupakan penelitian pertama kalinya dengan optimasi EFS untuk menentukan profil struktur komunitas mikrobia ALP dari sampel lumpur hasil fermentasi limbah kelapa sawit menggunakan prosedur desain eksperimen.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menerapkan teknik EFS-derivatisasi-perangkap ekstrak fase padat secara simultan untuk kuantifikasi mikrobia ALP dalam lumpur yang dihasilkan dari proses fermentasi. EFS-derivatisasi dioptimalkan dengan menggunakan prosedur desain eksperimental. Pengaruh waktu dinamis, temperatur, tekanan, dan jumlah agen derivatisasi terhadap jumlah total ekstrak ALP dipelajari dengan menggunakan desain lima pengaturan untuk setiap variabel. Struktur komunitas mikroba berdasarkan profil ALP juga didiskusikan dalam makalah ini.

70 Jurnal Energi dan Lingkungan Vol. 8, No. 2, Desember 2012 Hlm. 69-74

2. METODE PENELITIAN

2.1. Bahan Kimia dan Persiapan SampelSemua pelarut adalah kelas HPLC, dan semua bahan kimia lainnya adalah kelas analitis. Methanol, kloroform, dan hidrogen klorida (HCl) yang dibeli dari Wako Co, Jepang. Trimethyl phenylammonium hidroksida (TMPAH) dalam metanol yang dibeli dari GL Science Inc, Jepang. Asam lemak metil ester standar (ester metil asam nonadecanoic) dibeli dari Sigma-Aldrich Co, Jepang. Sep-Pak ® Plus cartridge silika C (ta-18

bung polypropylene, berat sorben: 360 mg; ukuran partikel: 55-105 µm, ukuran pori: 125 Å) yang dibeli dari Waters Co, Jepang, dan digunakan sebagai cartridge perangkap.

Lumpur hasil fermentasi yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari sebuah bioreaktor 8 liter skala lab semi-otomatis berpengaduk (55 ± 1 ° C) yang mengandung limbah cair kelapa sawit. Lumpur hasil fermentasi adalah bahan semi-padat yang terdiri dari campuran kompleks fragmen mikroba dan koloid organik yang dilepaskan selama proses fermentasi. Sampel lumpur dikeringkan dalam pengering vacuum-freeze selama 24 jam dan dihomogenisasi dengan menghancurkan. Sampel lumpur disimpan pada suhu -20 ° C sampai waktu analisis.

2.2. Ekstraksi Fluida Superkritis dan Derivatisasi

Gambar 1 menunjukan skema diagram dari peralatan ekstraksi fluida superkritis yang digunakan dalam penelitian ini.

Gambar 1. Skema diagram dari peralatan ekstraksi fluida superkritis yang digunakan

Sampel lumpur kering 100 mil igram ditempatkan dalam sel ekstraksi 1 mL berbahan baja stainless (47 mm panjang, 10 mm diameter dalam, dari Jasco Co, Jepang), kemudian ditambahkan sejumlah tertentu agen derivatisasi. Setelah sel ekstraksi ditutup, salah satu ujung sel ekstraksi yang terhubung ke pompa bertekanan tinggi (SCF-201, Jasco Co, Jepang) melalui pemanasan awal pada koil 2 m, yang ditempatkan dalam oven (GC A353, GL Sciences Inc, Jepang). Sebuah pengatur tekanan balik (880-81, Jasco Co, Jepang) dihubungkan dengan ujung keluar dari sel ekstraksi. CO cair dikompresi melalui pendingin 2

dan kemudian dibiarkan mengalir ke dalam sel ekstraksi dimana ekstraksi dan reaksi derivatisasi berlangsung. Operasi EFS dilakukan pada mode

statis (tanpa aliran lanjut) dan mode dinamis (dengan aliran lanjut) secara berurutan, di bawah berbagai kondisi. Selama simultan ekstraksi dan derivatisasi, cartridge perangkap produk cair yang mengandung silika langsung terhubung ke sistem EFS untuk mengumpulkan mikrobia ALP.

2.3. Analisa Kromatografi Gas-Spektrometri Massa

ALP sebagai asam lemak metil ester yang dianalisa menggunakan GC 6890 HP dengan Detektor 5973 HP Selektif Massa (Hewlett-Packard, Wilmington, DE, USA). Kolom GC yang digunakan adalah kolom kapiler A J & W Scientific HP-5MS (Agilent Technologies Inc, Santa Clara, CA, USA), berdimensi 30 m x 0,25 mm id dengan 0,25 µm ketebalan film. Temperatur awal oven ditetapkan pada 50 °C selama 1 menit, meningkat menjadi 150 °C dengan laju 10 °C/menit, dan akhirnya meningkat dengan laju 3 °C/menit sampai 280 °C di mana temperatur dipertahankan selama 5 menit. Helium digunakan sebagai gas pembawa dengan laju alir 0,9 mL/menit. Satu µL ekstrak sampel diinjeksi menggunakan mode splitless (0,75 menit) pada temperatur injektor 290 °C. Temperatur garis transfer antara GC dan MS adalah 290 °C. Asam nonadecanoic metil ester (C19:0) digunakan sebagai internal standar. Perangkat lunak tipe NIST 98 database MS digunakan untuk mengidentifikasi data MS dari asam lemak metil ester.

2.4. Desain Eksperimen dan Analisis DataMetodologi Respon Permukaan (MRS) digunakan untuk mengevaluasi efek dari empat variabel pada jumlah total mikrobia ALP yang diekstraksi. Hubungan antara respon dan var iabel independen, analisis data, dan permukaan-respon p lo t da r i pe rsamaan reg res i kuadra t divisualisasikan menggunakan Desain-Expert software (Versi 8.0.6, Ease-Stat Inc, Minneapolis, MN, USA). Faktor-faktor yang dipilih dalam kode pengaturan dan aktual yang digunakan dalam desain tercantum dalam Tabel 1.

Tabel 1 Faktor-faktor yang dipilih dalam kode pengaturan dan aktual yang digunakan dalam desain

a Trimetilphenilammonium hidrosida sebagai agen derivatisasi.

Keempat variabel bebas adalah tekanan, temperatur, waktu dinamis, dan volume TMPAH (agen derivatisasi), dengan lima pengaturan yang dipilih untuk setiap variabel.

Pengaturan parameter independen yang

–2(–á) –1 0 1 +2(+á)

Tekanan P MPa 10 15 20 25 30

Temperatur T °C 40 60 80 100 120

Waktu Dinamis D min 5 10 15 20 25

Volume TMPAH a V µL 0 50 100 150 200

FaktorLevel

Notasi Unit

Karakterisasi Struktur Komunitas ................ (Muhammad Hanif) 71

ditetapkan berdasarkan hasil percobaan awal dengan memperhatikan kerusakan sel-sel bakteri dan perubahan struktur selular pada kondisi SFE (McKinley, V.L., A.D. Peacock dan D.C. White, 2005). Matriks respon dari variabel dependen ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Matriks respon dari variabel-variabel dependen

a Rata-rata hasil dari dua kali percobaan dalam µg-extract/g-dry sludge

Variabel dependen adalah jumlah total mikrobia ALP yang diekstraksi. 23 set eksperimen, termasuk tujuh perulangan di titik pusat, dilakukan agar sesuai dengan model persamaan kuadrat. Semua eksperimen dilakukan secara acak. Plot tiga-dimensi respon permukaan yang dihasilkan dengan memvariasikan dua variabel dalam rentang kondisi eksperimen, sedangkan variabel lainnya tetap konstan pada titik pusat.

Sebuah analisis varian (ANOVA) dilakukan untuk mengevaluasi perbedaan yang signifikan antara variabel independen. Kecukupan model ditentukan dengan mengevaluasi galat murni, koefisien determinasi (p-value), dan uji nilai Fisher (F-value).

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Kesesuaian Model dan Analisis StatistikKesesuaian model diuji oleh koefisien determinasi

2 2(R ). Dalam penelitian ini, nilai R adalah 0,9769. Data analisis varians (ANOVA) dianalisis untuk

mengevaluasi signifikansi dari model persamaan yang berbeda pada parameter yang terkait model. Dengan perhitungan regresi, diketahui bahwa data sesuai dengan model polinomial. ANOVA dari model regresi kuadrat dari data eksperimen menunjukkan bahwa model tersebut sangat signifikan yang dibuktikan dengan Fisher F-test 24,14 dengan nilai probabilitas rendah (signifikan pada tingkat kepercayaan 99,999%). Temperatur, waktu dinamis, derivatisasi, volume agen derivatisasi memiliki efek terbesar terhadap jumlah total mikrobia ALP yang diekstraksi dengan p-value kurang dari 0,01.

3.2. Pengaruh Waktu Dinamis, Tekanan, Temperatur dan Volume Senyawa Derivatisasi Terhadap Jumlah Total ALP yang Diekstraksi

Grafik tiga-dimensi respon-permukaan yang diplot menggunakan model polinomial kuadrat untuk memvisualisasikan interaksi antara dua faktor eksperimen seperti ditunjukkan pada Gambar 2a-f.

Gambar 2a, b, dan d menunjukkan pengaruh tekanan dan interaksinya dengan tiga parameter lainnya pada jumlah total mikrobia ALP yang diekstraksi. Tekanan yang bervariasi dari 10-30 MPa. Dalam model prediksi, tekanan dan interaksi antara tekanan dan volume agent memiliki dampak yang signifikan terhadap jumlah total ALP yang diekstraksi (p-value <0,05). Akibatnya, jumlah total ALP yang diekstraksi meningkat dengan peningkatan tekanan sistem. Hal ini juga diketahui bahwa daya pelarutan dari fluida superkritis sebagai fungsi densitas, dimana densitas yang lebih tinggi paling mudah dicapai dengan meningkatkan tekanan, yang menghasilkan daya pelarutan tinggi pada temperatur yang sama. Namun, tekanan tinggi tidak selalu kompatibel dengan aplikasi praktis. Ketika tekanan dinaikan dapat menyebabkan ekstrak untuk menjadi sangat kompleks dan analisisnya menjadi sangat sulit (Pourmortazavi, S.M., dan S.S. Hajimirsadeghi, 2007).

Gambar 2b, c, dan e menunjukkan pengaruh suhu dan interaksinya dengan tiga parameter lainnya pada jumlah total ALP yang diekstraksi. Temperatur yang bervariasi 40-120 °C. Dalam model prediksi, temperatur memiliki efek yang sangat signifikan pada jumlah total ALP yang diekstraksi (p-value <0,01). Peningkatan jumlah total ALP yang diekstraksi diamati ketika temperatur meningkat pada tahap awal dari ekstraksi dalam kisaran tertentu. Setelah temperatur mencapai tingkat yang lebih tinggi, jumlah total ALP yang diekstraksi sedikit menurun.

Kenaikan moderat dalam temperatur dapat menyebabkan penurunan besar dalam densitas fluida, konsekuensi nya terjadi penurunan kelarutan dari zat terlarut. Namun, peningkatan temperatur juga akan mempercepat perpindahan massa dan meningkatkan hasil ekstraksi (Pourmortazavi, S.M., dan S.S. Hajimirsadeghi, 2007). Untuk larutan yang mudah menguap, ada

Respon (Y ) a

P T D VJumlah Total

Mikrobia ALP a

(MPa) (°C) (min) (µL) (µg/g)

1 25 100 20 50 42.04

2 25 100 10 50 25.5

3 25 60 20 150 48.45

4 15 100 10 150 55.07

5 25 60 10 150 48.68

6 15 60 20 50 23.48

7 15 100 20 150 55.61

8 15 60 10 50 20.21

9 10 80 15 100 44.92

10 30 80 15 100 62.77

11 20 40 15 100 15.16

12 20 120 15 100 62.42

13 20 80 5 100 26.82

14 20 80 25 100 52.41

15 20 80 15 0 0

16 20 80 15 200 61.56

17 20 80 15 100 58.48

18 20 80 15 100 53.24

19 20 80 15 100 49.87

20 20 80 15 100 50.73

21 20 80 15 100 54.8

22 20 80 15 100 52.67

23 20 80 15 100 46.87

Faktor

Tes

72 Jurnal Energi dan Lingkungan Vol. 8, No. 2, Desember 2012 Hlm. 69-74

persaingan antara kelarutan zat terlarut dan volatilitas dari zat terlarut. Akibatnya, pada 100 °C, kelarutan dan efisiensi ekstraksi mencapai nilai maksimum dalam penelitian ini.

Gambar 2. Grafik tiga-dimensi plot respon-permukaan menggunakan model polinomial

Pengaruh waktu dinamis dan interaksinya dengan tiga parameter lainnya pada jumlah total mikrobia ALP yang diekstraksi ditampilkan dalam Gambar 2c, d, dan f. Waktu yang dinamis yang bervariasi dari 5 sampai 25 menit. Menurut model prediksi, waktu dinamis memiliki dampak yang signifikan terhadap jumlah total ALP yang diekstraksi (p-value <0,01). Jumlah total ALP yang diekstraksi tidak meningkat secara signifikan sampai waktu ekstraksi lebih besar dari 15 menit. Sedikit perubahan dalam jumlah total ALP yang diekstraksi diamati ketika waktu ekstraksi diperpanjang sampai 25 menit. Dalam penelitian ini, waktu yang lebih lama mungkin mengakibatkan peningkatan kecil dalam hasil. Namun, masa ekstraksi pada waktu yang lebih lama akan mengkonsumsi CO dalam jumlah yang lebih tinggi 2

dari memberikan efek negatif pada efisiensi ekstraksi karena terjadi elusi dalam perangkap sampel. Sehingga, sample tersapu keluar dari perangkap ketika ekstraksi sedang berlangsung.

Pengaruh dari volume agen derivatisasi (TMPAH) dan interaksi dengan tiga parameter lainnya pada jumlah total mikrobia ALP yang diekstraksi ditunjukkan pada Gambar 2a, e, dan f. Menurut model diprediksi, volume agen derivatisasi secara signifikan mempengaruhi jumlah ALP yang diekstraksi (p-value <0,01). Dalam semua kasus, volume agen derivatisasi optimal (TMPAH) antara 110 dan 150 uL. Hal ini menunjukkan polaritas optimal diperlukan untuk kelarutan tertinggi dari ALP.

3.3. Penentuan Kondisi SFE OptimalKond is i eks t raks i d iop t ima lkan un tuk mendapatkan jumlah total tertinggi mikrobia ALP yang diekstraksi dalam kisaran yang ditentukan menggunakan perangkat lunak Desain-Expert. Kondisi optimal diperoleh pada tekanan 20 MPa, temperatur 100 °C, waktu dinamis 15 menit, dan TMPAH 124.20 µL. Dalam kondisi optimal, jumlah total ALP yang diekstraksi secara eksperimental adalah 68,93 ± 2,20 µg/g- berat lumpur kering. Nilai ini tidak berbeda nyata dari nilai prediksi dari 69,39 µg/g- berat lumpur kering pada tingkat kepercayaan 95%.

3.4. Komposisi Asam Lemak PhospholipidGambar 3 menunjukkan kromatogram yang diperoleh dari EFS dalam kondisi optimal. Dua puluh jenis ALP sebagai asam lemak metil ester diidentifikasi dari lumpur hasil fermentasi limbah sawit. Berdasarkan pedoman dari McKinley [18], mikrobia ALP yang diperoleh dapat dikelompokkan sebagai ALP jenuh, bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, dan jamur. Asam lemak jenuh terdiri dari 14:0, 15:0, 16:0, 17:0, 18:0, 20:0, 22:0, 23:0, dan 24:0. Gram-positif bakteri terdiri dari a15:0 dan i16:0, sedangkan bakteri Gram-negatif terdiri dari ù7c16:01, 16:01ù7t, 18:01 ù7c dan cy19:0. Jamur terdiri dari ù5c16:01, 18:01ù9c, 18:01ù9t, 18:02ù6c, dan 20:1ù9c.

Gambar 3. Kromatogram EFS dalam kondisi optimal.

4. KESIMPULANPenelitian ini menyajikan beberapa temuan untuk aplikasi ekstraksi fluida superkritis dalam mengidentifikasi mikrobia asam lemak phopolipid dalam sampel lumpur hasil dari fermentasi limbah kelapa sawit. Metodologi respon permukaan berdasarkan desain sentral komposit kecil diterapkan untuk mengoptimalkan kondisi SFE dengan memaksimalkan jumlah total PLFAs diekstraksi. Dua puluh spesies asam lemak phospolipid diidentifikasi sebagai asam lemak jenuh, bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, dan jamur. Penelitian lebih lanjut sedang berlangsung dalam mengembangkan penerapan metode ini sebagai metode rutin untuk mengidentifikasi struktur komunitas mikroba dari berbagai jenis sampel. Eksplorasi lebih detail terhadap potensi sumberdaya mikroba Indonesia sebagai

Karakterisasi Struktur Komunitas ................ (Muhammad Hanif) 73

sumberdaya energi dan sebagai indikator pemantauan lingkungan masih sangat dibutuhkan.

DAFTAR PUSTAKABligh, E.G dan W.J. Dyer, 1959. A rapid method of

total lipid extraction and purification, Canadian Journal of Biochemistry Physiology, 37:911-917.

Drenovskya, R.E, G.N. Elliott, K.J. Graham dan M. Kate, 2004. Comparison of phospholipid fatty acid and total soil fatty acid methyl esters for characterizing soil microbial communities, Soil Biology and Biochemistry, 36:1793-1800.

Forney, L.J., W.T. Liu, J.B. Guckert, Y. Kumagai, E. Namkung, T. Nishihara dan R.J. Larson, 2001. Structure of Microbial Communities in Activated Sludge: Potential Implications for Assessing the Biodegradability of Chemicals, Ecotoxicology and Environmental Safety, 49:40-53.

Gharaibeh, A.A., K.J. Voorhees, 1996. Characterization of lipid fatty acids in whole-cell microorganisms using in situ supercritical fluid derivatization/extraction and GC/MS, Analytical Chemistry, 68: 2805-2810.

Hanif, M., Y. Atsuta, K. Fujie dan H. Daimon, 2010. Supercritical fluid extraction of microbial phospholipid fatty acids from activated sludge, Journal of Chromatography A, 1217: 6704-6708.

Hawthorne, S.B., D.J. Miller, D.E. Nivens dan D.C. White, 1992. Supercritical fluid extraction of polar analytes using in situ chemical derivatization, Analytical Chemistry, 64:405-412.

Hills, J.W., H.H. Hill dan T. Maeda, 1991. Simultaneous supercritical fluid derivatization and extraction, Analytical Chemistry, 63: 2152-2155.

Joergensen, R.G dan F. Wichern, 2008. Quantitative assessment of the fungal contribution to microbial tissue in soil, Soil Biology & Biochemistry, 40: 2977-2991.

Kelly, J.J, E. Favila, S.L. Hundal dan J.C. Marlin, 2007. Assessment of soil microbial communities in surface applied mixtures of Illinois River sediments and biosolids, Applied Soil Biology, 36:176-183.

McKinley, V.L., A.D. Peacock dan D.C. White, 2005. Microbial community PLFA and PHB responses to ecosystem restoration in tall grass prairie soils, Soil Biology & Biochemistry, 37:1946-1958.

Mills, C.T, R.F. Dias, D. Graham dan K.W. Mandernack, 2006. Determination of phosp-holipid fatty acid structures and stable carbon isotope compositions of deep-sea sediments of the Northwest Pacific, ODP site 1179, Marine Chemistry, 98:197-209.

Narihiro, T., dan Y. Sekiguchi, 2007. Microbial communities in anaerobic digestion processes for waste and wastewater treatment: a microbiological update, Current Opinion in Biotechnology, 18:273-278.

Nordin, L.J., M.T. Arts, O.E. Johannsson dan W.D. Taylor, 2008. An evaluation of the diet of Mysis relicta using gut contents and fatty acid profiles in lakes with and without the invader Bythotrephes Longimanus (Onychopoda, Cercopagidae), Aquatic Ecology, 42:421-436.

Pourmortazavi, S.M., dan S.S. Hajimirsadeghi, 2007. Supercritical fluid extraction in plant essential and volatile oil analysis, Journal of Chromatography A, 1163:2-24.

Ramsey, P.W., M.C. Rillig, K.P. Feris, W.E. Holben dan J.E. Gannon, 2006. Choice of methods for soil microbial community analysis: PLFA maximizes power compared to CLPP and PCR-based approaches, Pedobiologia, 50:275-280.

Siddiquee, M.N dan Rohani, S., 2011. Lipid extraction and biodiesel production from municipal sewage sludges: A review, Renewable and Sustainable Energy Review, 15: 1067-1072.

Smith, C.A., C.B. Phiefer, S.J. Macnaughton, A. Peacock, R.S. Burkhalter, R. Kirkegaard dan D.C. White, 2000. Quantitative lipid biomarker detection of unculturable microbes and chlorine exposure in water distribution system biofilms, Water Research, 34:2683-2688.

Soni S.W dan Armansyah H.T., 2006. The Current Status and Prospects of Biodiesel Development in Indonesia: a review, Presentation on the Third Asia Biomass Workshop, November 16, 2006, Tsukuba, Japan.

74 Jurnal Energi dan Lingkungan Vol. 8, No. 2, Desember 2012 Hlm. 69-74