WOW! Contoh Proposal Penelitian Format BRIN Paling Lengkap 2026: Nanospirulina & Nano-Bioteknologi untuk Pakan Ikan!

 

Contoh Proposal Penelitian dengan Pendekatan Format BRIN

 

Judul Penelitian:

Nanospirulina sebagai Bahan Utama Sumber Protein dalam Riset Integratif Nano-Bioteknologi Fermentatif untuk Pakan Ikan Air Tawar

 

Tim Peneliti:

Ketua Peneliti: (Diisi)
Institusi Pengusul: (Diisi)
Email: (Diisi)
Periode Penelitian: 12 Bulan (2026)
Bidang Fokus: Akuakultur – Teknologi Pakan – Nanoteknologi – Bioteknologi Fermentatif

 

RINGKASAN EKSEKUTIF

 

Pakan merupakan komponen biaya terbesar dalam usaha budidaya ikan air tawar, mencapai 60–70% dari total biaya operasional. Spirulina (Spirulina platensis) telah lama dikenal sebagai sumber protein bernilai tinggi (>60%), pigmen bioaktif, serta asam amino esensial. Namun demikian, pemanfaatannya dalam pakan ikan masih terbatas oleh bioavailabilitas rendah, dinding sel yang sulit dicerna, dan stabilitas nutrisi yang belum optimal.

 

Penelitian ini mengusulkan pengembangan Nanospirulina, yaitu Spirulina yang diolah melalui kombinasi nano-milling dan fermentasi kultur campuran (Bacillus spp. – Lactobacillus plantarum), untuk meningkatkan kelarutan, kecernaan, dan stabilitas nutrien. Nanospirulina kemudian diformulasikan sebagai komponen utama protein dalam pakan pelet untuk ikan nila (Oreochromis niloticus) dan diuji melalui pendekatan:
(1) produksi nanopartikel Spirulina,
(2) fermentasi peningkatan nutrisi,
(3) formulasi pakan dan karakterisasi fisik–kimia,
(4) uji proksimat, asam amino, dan bioavailabilitas in vitro, serta
(5) uji in vivo terhadap pertumbuhan, efisiensi pakan (FCR), dan parameter imun ikan.

 

Luaran yang diharapkan terdiri atas: (a) prototipe pakan berbasis Nanospirulina, (b) publikasi ilmiah terindeks SINTA/Scopus, (c) SOP proses nano-bioteknologi, dan (d) potensi HKI (paten sederhana) terkait metode produksi Nanospirulina.

 

BAB 1. PENDAHULUAN

 

1.1. Latar Belakang

Ketersediaan pakan ikan berkualitas tinggi secara berkelanjutan merupakan salah satu tantangan utama dalam pengembangan sektor akuakultur nasional. Ketergantungan pada tepung ikan impor menimbulkan risiko ekonomi dan lingkungan, sehingga diperlukan sumber protein alternatif yang berkualitas, mudah diproduksi, dan bernilai nutrisi tinggi.

 

Spirulina merupakan mikroalga yang kaya protein, antioksidan, dan bioaktif, namun penggunaannya sebagai bahan pakan ikan memiliki beberapa kendala:

1. Dinding sel Spirulina yang kokoh, sehingga protein sulit terurai pada sistem pencernaan ikan.
2. Ukuran partikel Spirulina konvensional (>20 µm) menghambat proses penyerapan nutrien.
3. Senyawa bioaktif (phycocyanin, peptida) mudah terdegradasi dalam proses ekstrusi panas.

 

Pendekatan nano-bioteknologi fermentatif menjadi solusi strategis untuk meningkatkan kualitas nutrien Spirulina melalui:
• pengecilan partikel hingga <100 nm,
• peningkatan kelarutan dan bioavailabilitas protein,
• reduksi antinutrien,
• penyediaan peptida bioaktif dari fermentasi mikroba.

 

Integrasi teknologi ini berpotensi menghasilkan pakan berkualitas tinggi dengan efisiensi FCR lebih baik, sehingga mendukung kemandirian industri pakan dan peningkatan produktivitas budidaya ikan air tawar.

 

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana menghasilkan Nanospirulina dengan ukuran partikel <100 nm yang stabil?
2. Bagaimana pengaruh fermentasi terhadap peningkatan protein terlarut, profil asam amino, dan pengurangan antinutrien?
3. Bagaimana kualitas fisik (floating ability, water stability) dan kimia pakan berbasis Nanospirulina?
4. Bagaimana respon pertumbuhan, efisiensi pakan, dan parameter imun ikan nila terhadap pakan Nanospirulina?

 

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan Umum

Mengembangkan pakan ikan air tawar berbasis Nanospirulina melalui pendekatan integratif nano-milling dan fermentasi kultur campuran.

Tujuan Khusus

1. Menghasilkan nanopartikel Spirulina dengan ukuran 70–95 nm.
2. Mengembangkan fermentasi kultur campuran untuk meningkatkan kecernaan protein dan asam amino.
3. Merumuskan pakan pelet berbasis Nanospirulina dengan karakteristik fisik–kimia yang stabil.
4. Mengevaluasi performa pertumbuhan, FCR, PER, serta imun ikan nila melalui uji in vivo.

 

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat Akademik

• Menghasilkan model integratif nano-bioteknologi untuk peningkatan kualitas pakan mikroalga.
• Memberikan kontribusi ilmiah berupa publikasi dan SOP teknologi.

Manfaat Industri

• Menyediakan formulasi pakan alternatif untuk mengurangi ketergantungan tepung ikan.
• Menjadi dasar pengembangan usaha pakan berbasis mikroalga lokal.

Manfaat Sosial–Ekonomi

• Menurunkan biaya produksi budidaya ikan.
• Mendorong kemandirian pakan dan ketahanan pangan nasional.

 

1.5. Kebaruan (Novelty)

Poin-poin kebaruan (novelty) penelitian secara ringkas adalah sebagai berikut:

1. Integrasi nano-milling dengan fermentasi mikroba ganda (Bacillus spp. + Lactobacillus plantarum) yang belum pernah diterapkan pada Spirulina untuk pakan ikan di Indonesia.
2. Pengembangan Nanospirulina dengan kontrol stabilitas zeta potential untuk mencegah agregasi dan menjaga kestabilan koloid.
3. Protokol fermentasi “dual microbial system” yang secara sinergis memecah dinding sel Spirulina dan meningkatkan peptida bioaktif serta asam amino esensial.
4. Formulasi pakan dengan Nanospirulina sebagai sumber protein utama sebesar 40–45%, bukan sekadar aditif 1–5% seperti pada penelitian konvensional.
5. Rantai pengujian terintegrasi dari nanopartikel → fermentasi → formulasi pakan → uji in vitro → uji in vivo, yang belum menjadi praktik umum dalam riset pakan mikroalga.
6. Potensi hilirisasi berbasis teknologi nano-bioteknologi fermentatif, meliputi prototipe pakan baru, SOP proses, peluang paten sederhana, dan substitusi besar terhadap penggunaan tepung ikan dalam industri pakan.

 

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA (Ringkasan)

 

2.1. Spirulina sebagai Sumber Nutrisi Ikan

Spirulina mengandung 55–70% protein, vitamin, mineral, serta pigmen fungsional seperti phycocyanin (Falk, 2020). Namun, struktur dinding selnya yang kompleks mengurangi tingkat kecernaan.

2.2. Keterbatasan Bioavailabilitas Mikroalga

Ukuran partikel besar dan kandungan polisakarida kompleks menghambat efisiensi penyerapan nutrisi (Becker, 2007).

2.3. Teknologi Nano dalam Nutrisi Ikan

Nanoteknologi meningkatkan stabilitas nutrien, kelarutan, dan penyerapan digestif (Yusoff et al., 2021).

2.4. Fermentasi Spirulina

Fermentasi oleh Bacillus dan Lactobacillus menghasilkan enzim protease dan menurunkan antinutrien, meningkatkan asam amino bebas (Koyande et al., 2019).

2.5. Substitusi Tepung Ikan dan Keberlanjutan

FAO (2022) menekankan pentingnya sumber protein alternatif yang efisien dan ramah lingkungan.

 

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

 

3.1. Desain Umum Penelitian

Penelitian berlangsung selama 12 bulan melalui empat tahap utama:

1. Produksi Nanospirulina,
2. Fermentasi dan karakterisasi,
3. Formulasi pakan dan uji laboratorium,
4. Uji in vivo pada ikan nila.

 

3.2. Bahan dan Alat Penelitian

Bahan

• Spirulina kering
• Kultur Bacillus subtilis, B. licheniformis, Lactobacillus plantarum
• Bahan pakan (tepung tapioka, minyak ikan, binder, premiks)
• Enzim pencernaan (pepsin, tripsin)

 

Alat

• Planetary ball mill
• Particle size analyzer / DLS
• Incubator shaker fermentasi
• SDS-PAGE
• HPLC analisis asam amino
• Extruder dingin
• Akuarium uji 100 L

 

3.3. Prosedur Penelitian (Rinci)

3.3.1. Produksi Nanospirulina

1. Spirulina dikeringkan (40°C).
2. Proses nano-milling menggunakan ball mill selama 18–24 jam.
3. Analisis ukuran partikel menggunakan DLS (target 70–95 nm).
4. Stabilitas nanopartikel diuji menggunakan zeta potential.

 

3.3.2. Fermentasi Nanospirulina

1. Spirulina dipasteurisasi (70°C, 20 menit).
2. Inokulasi kultur mikroba (10⁶ CFU/mL).
3. Fermentasi 24–48 jam pada 30–37°C.
4. Analisis:
   • pH fermentasi
   • protein terlarut
   • asam amino bebas (HPLC)
   • SDS-PAGE
   • aktivitas protease mikroba

 

3.3.3. Formulasi dan Produksi Pelet

Formulasi pakan:
• Protein total: 30–32%
• Nanospirulina menyumbang 40–45% total protein
• Lemak: 6–8%
• Binder: 5%

Uji kualitas pelet meliputi:
• Floating ability
• Water stability
• Bulk density
• Kekerasan pelet

 

3.3.4. Analisis Kimia dan Bioavailabilitas

• Proksimat (AOAC)
• Profil asam amino (HPLC)
• Simulasi pencernaan in vitro (pepsin–tripsin)
• Aktivitas enzim pencernaan ikan

 

3.3.5. Uji In Vivo pada Ikan Nila

Desain:
RAL, 3 perlakuan × 3 ulangan selama 45–60 hari.

Parameter:

1. Pertumbuhan: SGR, WG, biomassa akhir
2. Efisiensi pakan: FCR, PER
3. Imunitas: lysozyme, fagositosis, Ig total, antioksidan
4. Kualitas air: suhu, pH, DO, amonia

 

BAB 4. ROADMAP PENELITIAN (3 Tahun)

 

Tahun	Fokus	Luaran
1	Produksi Nanospirulina, fermentasi, pakan prototipe, uji laboratorium	Publikasi SINTA / prototipe
2	Optimasi formula, uji skala pilot	Jurnal Scopus, paten proses
3	Uji lapangan, produksi semi-industri	Produk siap komersial

---

BAB 5. JADWAL PENELITIAN (Gantt Chart, 12 Bulan)

Kegiatan	1–2	3–4	5–6	7–8	9–10	11–12
Persiapan	●●●	–	–	–	–	–
Nano-milling	●●●	●●	–	–	–	–
Fermentasi	–	●●●	●●	–	–	–
Formulasi pakan	–	–	●●	●●●	–	–
Analisis lab	–	–	●●●	●●	–	–
Uji in vivo	–	–	–	●●●	●●	–
Analisis data	–	–	–	–	●●●	–
Laporan	–	–	–	–	–	●●●

 

BAB 6. RINCIAN ANGGARAN

 

6.1. Bahan Habis Pakai

Item	Volume	Harga/unit	Total
Spirulina kering	10 kg	Rp 450.000	Rp 4.500.000
Media fermentasi	50 L	Rp 80.000	Rp 4.000.000
Kultur bakteri (3 strain)	6 vial	Rp 500.000	Rp 3.000.000
Bahan pakan	—	—	Rp 5.000.000
Reagen HPLC	—	—	Rp 7.000.000
Reagen SDS-PAGE	—	—	Rp 3.500.000
Enzim pencernaan	—	—	Rp 2.000.000
Bahan kualitas air	—	—	Rp 1.500.000
Subtotal			Rp 30.500.000

 

6.2. Peralatan (sewa/pemakaian)

Peralatan	Keterangan	Total
Sewa ball mill	3 bulan	Rp 6.000.000
Sewa DLS analyzer	10 jam	Rp 5.000.000
Sewa HPLC	8 jam	Rp 4.500.000
Extruder dingin	2 bulan	Rp 4.000.000
Akuarium & aerator	15 unit	Rp 7.500.000
Subtotal		Rp 27.000.000

 

6.3. Tenaga Peneliti

Personil	Lama	Honor	Total
Ketua peneliti	12 bulan	Rp 2.000.000/bulan	Rp 24.000.000
2 Asisten peneliti	12 bulan	Rp 1.200.000/bulan	Rp 28.800.000
Mahasiswa magang	6 bulan	Rp 500.000/bulan	Rp 3.000.000
Subtotal			Rp 55.800.000

6.4. Transportasi, Dokumentasi, Lain-lain

Kebutuhan	Total
Transportasi lapangan	Rp 4.000.000
Dokumentasi & publikasi	Rp 5.000.000
Kontingensi 10%	Rp 11.000.000
Subtotal	Rp 20.000.000

TOTAL ANGGARAN: ± Rp 133.300.000

 

BAB 7. ORGANISASI PENELITIAN

 

1. Ketua Peneliti – Koordinasi keseluruhan, validasi metodologi, publikasi.
2. Anggota 1 – Nano-milling dan analisis partikel.
3. Anggota 2 – Fermentasi dan analisis biokimia.
4. Anggota 3 – Formulasi pakan dan uji fisik–kimia.
5. Teknisi – Operasional laboratorium dan uji in vivo.
6. Mitra industri – Validasi formula dan potensi hilirisasi.

 

BAB 8. DAFTAR PUSTAKA

 

Becker, E. W. (2007). Micro-algae as a source of protein. Biotechnology Advances.
Falk, J. (2020). Spirulina and protein sources in aquaculture. Aquaculture Research.
Koyande, A. K. et al. (2019). Microalgae for sustainable agriculture. Bioresource Technology.
Yusoff, F. M. et al. (2021). Nanoencapsulation in aquaculture feed. Aquaculture Reports.
FAO. (2022). World Aquaculture Review.

#ProposalBRIN 

#Nanospirulina 

#NanoBioteknologi 

#PakanIkan 

#Akuakultur