Identifikasi morfologi dan molekuler menggunakan gen 16S rRNA cyanobacteria Pantai Selatan Kabupaten Malang dalam upaya eksplorasi potensi bahan baku bioetanol

INDONESIAN:

Cyanobacteria laut memiliki potensi besar sebagai sumber bioetanol karena terbukti menjadi sumber penting produk alami bioaktif yang dapat mengatasi kelebihan penggunaan bahan bakar fosil. Penelitian ini bertujuan mengeksplorasi dan mengidentifikasi strain Cyanobacteria dari perairan Pantai Selatan Malang, Pantai Ungapan, Tanjung Penyu dan Bajul Mati sebagai kandidat bahan baku bioetanol. Isolat diperoleh melalui kultur murni dari sampel air laut, kemudian diidentifikasi secara morfologi, biokimia, dan molekuler menggunakan gen 16S rRNA. Biomassa hasil kultivasi dalam kondisi terkontrol dikeringkan dan dihidrolisis secara asam untuk menghasilkan gula sederhana, yang selanjutnya difermentasi dengan Saccharomyces cerevisiae secara anaerob. Identifikasi dilakukan melalui observasi mikroskopis dan analisis sekuens gen menggunakan BLAST di perangkat MEGA. Kadar karbohidrat diukur dengan metode fenol–sulfuric, sedangkan konsentrasi etanol dianalisis menggunakan kromatografi gas (GC-FID) untuk menilai efisiensi konversi biomassa menjadi bioetanol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diperoleh empat isolat mikroalga yang teridentifikasi sebagai Synechococcus sp., Limnothrix planktonica, dan Poterioochromonas malhamensis. Kandungan karbohidrat tertinggi terdapat pada isolat Limnothrix planktonica sebesar 30,50%, diikuti Synechococcus sp., sebesar 21,51%, Synechococcus sp. sebesar 9,77%, dan Poterioochromonas malhamensis sebesar 9,46%. Seluruh isolat mampu menghasilkan bioetanol, dengan konsentrasi tertinggi dihasilkan oleh isolat Limnothrix planktonica sebesar 0,308%, sedangkan isolat lainnya berkisar antara 0,044–0,059%. Hasil ini menunjukkan adanya hubungan positif antara kandungan karbohidrat dengan produksi etanol, sehingga isolat Limnothrix planktonica memiliki potensi paling tinggi sebagai kandidat bahan baku bioetanol dari Cyanobacteria laut.

ENGLISH:

Marine Cyanobacteria hold great potential as a source of bioetanol because they have been shown to be an important source of bioactive natural products that can address the overreliance on fossil fuels. This study aims to explore and identify Cyanobacterial strains from the waters off the southern coast of Malang, Ungapan, Tanjung Penyu and Bajul Mati Beach as candidates for bioetanol feedstock. Isolates were obtained through pure cultures from seawater samples, then identified morphologically, biochemically, and molecularly using the 16S rRNA gene. Biomass from cultivation under controlled conditions was dried and enzymatically hydrolyzed to produce simple sugars, which were subsequently fermented anaerobically with Saccharomyces cerevisiae. Identification was performed through microscopic observation and gene sequence analysis using BLAST, as well as phylogenetic tree analysis in the MEGA software. Carbohydrate content was measured using the phenol–sulfuric acid method, while ethanol concentration was analyzed using gas chromatography (GC-FID) to assess the efficiency of biomass conversion into bioetanol. The results of the study showed that four microalgal isolates were obtained, identified as Synechococcus sp., Limnothrix planktonica, and Poterioochromonas malhamensis. The highest carbohydrate content was found in isolate Limnothrix planktonica at 30.50%, followed by Synechococcus sp. at 21.51%, Synechococcus sp. at 9.77%, and Poterioochromonas malhamensis at 9.46%. All isolates were capable of producing bioethanol, with the highest concentration produced by isolate Limnothrix planktonica at 0.308%, while the other isolates ranged from 0.044–0.059%. These results indicate a positive correlation between carbohydrate content and ethanol production, thereby making isolate Limnothrix planktonica the most promising candidate as a raw material for bioethanol from marine cyanobacteria.

ARABIC:

تتمتع البكتيريا الزرقاء البحرية بإمكانات كبيرة كمصدر لإليثانول الحيوي، إذ ثبت أنها مصدر هام للمنتجات ه ذ الطبيعية النشطة بيولوجيًا التي يمكن أن تساهم في الحد من االستخدام المفرط للوقود األحفوري. تهدف ه الدراسة إلى استكشاف وتحديد سالالت البكتيريا الزرقاء من مياه الساحل الجنوبي لماالنج، وشاطئ أونجابان، وتانجونج بينيو، وباجول ماتي، كمواد خام محتملة إلنتاج اإليثانول الحيوي. تم عزل الكائنات الحية الدقيقة من م تم تحديدها مورفولوجيًا وكيميائيًا حيويًا وجزيئيًا عينات مياه البحر عن طريق زراعتها في مزارع نقية، ث . جُففت الكتلة الحيوية المزروعة في ظروف مُحكمة، ثم خضعت للتحلل المائي S rRNA 61 باستخدام جين Saccharomyces cerevisiae الحمضي إلنتاج سكريات بسيطة، والتي تم تخميرها الحقً ا باستخدام خميرة تحديد الكائنات الحية الدقيقة من خالل المالحظة المجهرية وتحليل تسلسل الجينات في ظروف الهوائية. تم . ق ُ يس محتوى الكربوهيدرات باستخدام طريقة الفينول MEGA على جهاز BLAST باستخدام برنامج ) لتقييم كفاءة GC-FID حمض الكبريتيك، بينما تم تحليل تركيز اإليثانول باستخدام كروماتوغرافيا الغاز (تحويل الكتلة الحيوية إلى إيثانول حيوي. أظهرت النتائج أن أربعة أنواع من الطحالب الدقيقة تم تحديدها على . Poteriochromonas malhamensis و Limnothrix planktonica . و Synechococcus sp أنها ، تليها % 03.03 بنسبة Limnothrix planktonica وُجد أعلى محتوى من الكربوهيدرات في عزلة Synechococcus sp ثم % 16.06 . بنسبة ، Synechococcus sp وأخيرً ا % 7.99 . بنسبة ، Poterioochromonas malhamensis جميع العزالت قادرة على إنتاج اإليثانول % 1..7 بنسبة .، بينما تراوحت % 3.030 أعلى تركيز بنسبة Limnothrix planktonica الحيوي، حيث سجلت عزلة . تشير هذه النتائج إلى وجود عالقة طردية بين محتوى % 3.307 و % ..3.3 العزالت األخرى بين النسب في تمتلك أعلى إمكانية Limnothrix planktonica الكربوهيدرات وإنتاج اإليثانول، مما يدل على أن عزلة لتكون مادة خام مرشحة إلنتاج اإليثانول الحيوي من البكتيريا الزرقاء البحرية