Ketahanan Bakteri Probiotik Bifidobacterium Longum Bf-1 Yang Dienkapsulasi Nano Alginat Terhadap Cairan Lambung Dan Usus Halus Simulasi.

45  11  Download (0)

Teks penuh

(1)

KETAHANAN BAKTERI PROBIOTIK

Bifidobacterium longum

BF-1

YANG DIENKAPSULASI NANO ALGINAT TERHADAP

CAIRAN LAMBUNG DAN USUS HALUS SIMULASI

INEKE WILDANA AYUNINGTYAS

DEPARTEMEN GIZI MASYARAKAT FAKULTAS EKOLOGI MANUSIA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(2)
(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK

CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Ketahanan Bakteri Probiotik Bifidobacterium longum BF-1 yang Dienkapsulasi Nano Alginat Terhadap Cairan Lambung dan Usus Halus Simulasi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, April 2015

Ineke Wildana Ayuningtyas

(4)
(5)

ABSTRAK

INEKE WILDANA AYUNINGTYAS. Ketahanan Bakteri Probiotik

Bifidobacterium longum BF-1 yang Dienkapsulasi Nano Alginat Terhadap Cairan Lambung dan Usus Halus Simulasi. Dibimbing oleh EVY DAMAYANTHI dan SRI USMIATI.

Nanoenkapsulasi merupakan salah satu metode dalam mempertahankan viabilitas probiotik di kondisi saluran pencernaan manusia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempertahankan populasi bakteri probiotik Bifidobacterium longum BF-1 berlapis kitosan dan nano alginat dalam cairan lambung dan usus halus simulasi. Penggunaan kitosan 2 mg/mL pH 6 menghasilkan probiotik dengan populasi tertinggi (14.27 log cfu/ml), zeta potensial positif, dan ukuran partikel terkecil (1351 nm) dibandingkan dengan perlakuan lainnya (P<0.05). Pembuatan nano alginat dengan RAL 3x ulangan menggunakan konsentrasi larutan alginat 1 mg/mL dan CaCl2 dengan berbagai konsentrasi (0.5-1.5 mg/ml). CaCl2 dengan konsentrasi 0.5 mg/mL menghasilkan nanopartikel alginat terkecil (339.4 nm) dibandingkan perlakuan lainnya (P<0.05). Proses enkapsulasi dilakukan dengan mengoptimasi probiotik berlapis kitosan dan nano alginat terpilih, lalu diuji ketahanannya dalam cairan lambung dan usus halus simulasi. Proses enkapsulasi dengan nano alginat dan coating kitosan dapat mempertahankan viabilitas probiotik yang lebih baik dibandingkan dengan sel probiotik bebas tanpa enkapsulasi (P<0.05) dengan populasi akhir >7 log cfu/ml. Kata kunci: nanoenkapsulasi, Bifidobacterium longum, alginat, kitosan

ABSTRACT

Nanoencapsulation is one method to maintain the viability of probiotics in the extreme conditions in the human digestive tract. The purpose of this study is to maintain the viability of probiotic Bifidobacterium longum coated chitosan and alginate nano in Simulated Gastric Fluid (SGF) and Simulated Intestine Fluid (SIF). The use of chitosan 2 mg/mL, pH 6 produce probiotics with the highest population 14.27 log cfu/ml, positive zeta potential, and smallest particle size (1351 nm) than the other treatments (P<0.05). Nano alginate produce with RAL 3x replications using alginate solution concentration of 1 mg/mL and CaCl2 with

various concentrations (0.5-1.5 mg/ml). CaCl2 with concentration 0.5 mg/ml

produce smallest nano alginate (339.4 nm) than other treatments (P<0.05). The last process is optimizing probiotic encapsulation coated chitosan and nano alginate selected, then tested for resistance in Simulated Gastric Fluid (SGF) and Simulated Intestine Fluid (SIF). The process of nano encapsulation with alginate and chitosan coating can maintain the viability of probiotics better than the free cell probiotics without encapsulation (P<0.05) with final population >7 log cfu/ml.

(6)
(7)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Gizi

dari Program Studi Ilmu Gizi pada Departemen Gizi Masyarakat

KETAHANAN BAKTERI PROBIOTIK

Bifidobacterium longum

BF-1

YANG DIENKAPSULASI NANO ALGINAT TERHADAP

CAIRAN LAMBUNG DAN USUS HALUS SIMULASI

INEKE WILDANA AYUNINGTYAS

DEPARTEMEN GIZI MASYARAKAT FAKULTAS EKOLOGI MANUSIA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(8)
(9)
(10)
(11)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni sampai dengan Desember 2014 ini ialah enkapsulasi probiotik, dengan judul Ketahanan Bakteri Probiotik

Bifidobacterium longum BF-1 yang Dienkapsulasi Nano Alginat Terhadap Cairan Lambung dan Usus Halus Simulasi.

Terimakasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. Evy Damayanthi, MS. selaku dosen pembimbing I dan Sri Usmiati S.Pt, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, arahan dan juga masukan selama penelitian berlangsung, penyusunan, serta revisi. Keluarga tercinta, Bapak, Ibu, Adik, dan keluarga besar yang selalu setiap saat memberikan doa, restu, dukungan dan kasih sayang. Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya juga disampaikan kepada pihak Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Cimanggu, Bogor yang telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk melaksanakan penelitian dan segenap pegawai yang telah banyak membantu selama penelitian. Teman seperjuangan selama penelitian, sahabat tercinta, serta teman-teman keluarga besar Gizi Masyarakat atas segala bantuannya baik secara moral, material, maupun spiritual penulis mengucapkan terima kasih. Semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat dalam meningkatkan kesehatan masyarakat Indonesia.

Bogor, April 2015

(12)
(13)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL iv

DAFTAR GAMBAR iv

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 3

METODE 3

Waktu dan Tempat 3

Bahan dan Alat 3

Tahapan Penelitian 3

Prosedur Penelitian 4

Rancangan Percobaan 8

Penentuan Formula Terpilih 9

Pengolahan dan Analisis Data 9

HASIL DAN PEMBAHASAN 10

Preparasi Probiotik 10

Pelapisan Probiotik dengan Kitosan 11

Pembuatan Nano Alginat 14

Enkapsulasi Probiotik berlapis kitosan dengan Nano Alginat dan Uji

KetahananTerhadap Cairan Lambung dan Usus Halus Simulasi 15

SIMPULAN DAN SARAN 18

Simpulan 18

Saran 18

DAFTAR PUSTAKA 18

LAMPIRAN 21

(14)
(15)

iv

DAFTAR TABEL

1 Hasil pengukuran parameter probiotik berlapis kitosan 13 2 Metode Perbandingan Eksponensial (MPE) perlakuan probiotik berlapis

kitosan 14

3 Hasil pengukuran partikel alginat 15

4 Hasil pengukuran parameter probiotik terenkapsulasi nano alginat 16 5 Populasi B. longum setelah uji ketahanan pada cairan lambung simulasi

(log cfu/ml) 17

6 Populasi B. longum setelah uji ketahanan pada cairan usus halus

simulasi (log cfu.ml) 18

DAFTAR GAMBAR

1 Bagan tahapan penelitian 4

2 Bagan pembuatan kurva pertumbuhan 5

3 Bagan pembuatan pellet cell probiotik 6

4 Bagan pelapisan probiotik dengan kitosan 6

5 Bagan pembuatan nano alginat (Opanasopit et al. 2008) 7 6 Bagan enkapsulasi probiotik berlapis kitosan dengan nano alginat 7 7 Bagan uji ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung dan

usus halus simulasi (Brinques et al. 2011 dan Michida et al. 2006) 8 8 Kurva pertumbuhan Bifidobacterium longum BF-1 dalam media ekstrak

tauge 1% 10

DAFTAR LAMPIRAN

1 Dokumentasi penelitian 21

2 Uji normalitas hasil pengukuran parameter probiotik berlapis kitosan 24 3 Uji anova ukuran partikel probiotik berlapis kitosan 24 4 Uji duncan ukuran partikel probiotik berlapis kitosan 25

5 Uji anova populasi probiotik berlapis kitosan 25

6 Uji duncan ukuran partikel probiotik berlapis kitosan 25

7 Uji normalitas ukuran partikel nano alginat 26

8 Uji anova ukuran partikel nano alginat 26

9 Uji duncan ukuran partikel nano alginat 27

10 Uji normalitas ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan

lambung dan usus halus simulasi 27

11 Uji t-test penurunan populasi sel bebas dan probiotik terenkapsulasi

dalam cairan lambung simulasi 28

12 Uji t-test penurunan populasi sel bebas dan probiotik terenkapsulasi

(16)
(17)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Gaya hidup sehat saat ini banyak ditekankan melalui konsumsi makanan yang mengandung bahan fungsional, salah satunya adalah produk yang mengandung probiotik. Penambahan probiotik bertujuan untuk menyeimbangkan jumlah antara bakteri merugikan dan bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan manusia. Suatu bakteri dapat dikatakan probiotik apabila memenuhi beberapa kriteria, yaitu 1) bersifat nonpatogenik dan aktif pada kondisi asam lambung dan konsentrasi garam empedu yang tinggi dalam usus halus, 2) mampu tumbuh dan melakukan metabolisme dengan cepat dan terdapat dalam jumlah yang banyak dalam usus, 3) dapat mengkolonisasi di dalam usus besar, 4) dapat memproduksi asam-asam organik secara efisien dan memiliki sifat antimikroba terhadap bakteri merugikan, serta 5) mudah diproduksi skala besar dan hidup selama kondisi penyimpanan (Salminen et al. 2004). Salah satu kelompok bakteri yang sudah teruji sebagai probiotik adalah Bifidobacterium longum.

Bifidobacterium longum merupakan jenis bakteri yang dapat memberikan manfaat bagi kesehatan manusia jika berada dalam jumlah yang tepat di dalam tubuh. B. longum ditemukan dalam konsentrasi tinggi pada usus besar manusia dan dapat membantu mencegah kolonisasi bakteri patogen dengan cara menempel pada dinding usus dan mendesak bakteri jahat keluar. Bakteri ini menghasilkan asam laktat, asam asetat sehingga menurunkan pH usus dan menghalangi bakteri yang tidak diinginkan. B. longum termasuk ke dalam bakteri Gram positif, katalase negatif, non motil, non spora, bersifat anaerobik dan berbentuk batang (Wahyudi dan Samsundari 2008). B. longum hidup pada lapisan lumen kolon dan lebih spesifik lagi membentuk koloni dalam jumlah banyak, menyerap nutrisi, mensekresikan asam laktat, asam asetat, dan senyawa antimikroba (Tamime dan Robinson 1999). Genus Bifidobacterium memiliki sifat sebagai probiotik yang memiliki beberapa manfaat bagi inangnya, seperti sistem kekebalan tubuh, mencegah penyakit diare, menjaga keseimbangan saluran pencernaan, dan memperbaiki intoleransi laktosa.

(18)

2

Salah satu metode pembentukan nanopartikel biopolimer adalah teknik gelasi ionik. Nanopartikel dihasilkan dari interaksi ionik antara kation atau anion

counterion dengan ion-ion polimer. Ukuran nanopartikel untuk kontak dengan permukaan epithelial agar berpengaruh maksimal dalam penghantaran mukosal adalah 50-500 nm (Jani et al. 1997). Dengan metode ini, jumlah probiotik yang telah dienkapsulasi alginat dalam bentuk nanopartikel diharapkan dapat stabil selama melewati saluran pencernaan manusia agar tetap memiliki manfaat saat dikonsumsi. Probiotik juga diharapkan tahan terhadap pH asam dalam lambung dan garam empedu dalam usus halus, sehingga masih bermanfaat saat berada pada usus besar (kolon). Menurut FAO (2006), probiotik merupakan mikroorganisme hidup yang masuk dalam jumlah yang cukup sehingga dapat memberikan manfaat kesehatan bagi manusia. Jumlah cukup yang dimaksudkan adalah 106-108 cfu/ml dan diharapkan nantinya dapat berkembang didalam kolon manusia hingga mencapai 1012 cfu/ml. Oleh karena itu, dilakukan uji ketahanan probiotik yang telah dienkapsulasi alginat melalui uji in vitro terhadap cairan lambung simulasi atau Simulated Gastric Fluid (SGF) dan cairan intestin simulasi atau atau

Simulated Intestine Fluid (SIF). Penggunaan alginat sebagai bahan enkapsulasi probiotik pada penelitian ini diharapkan mampu menjaga ketahanan bakteri asam laktat dalam saluran pencernaan simulasi, sehingga pada aplikasinya dalam bahan pangan dapat bermanfaat bagi kesehatan.

Tujuan Penelitian Tujuan Umum

Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis ketahanan

Bifidobacterium longum yang dienkapsulasi nano alginat terhadap cairan lambung dan usus halus simulasi.

Tujuan Khusus

Adapun tujuan khusus dari penelitian ini yaitu :

1. Mendapatkan fase stasioner dari Bifidobacterium longum (probiotik) sebelum dienkapsulasi alginat dengan pembuatan kurva pertumbuhan dan pellet cell.

2. Menetapkan perbandingan konsentrasi dan pH kitosan terbaik untuk pelapisan probiotik.

3. Menetapkan perbandingan konsentrasi alginat dan CaCl2 untuk menghasilkan

nano alginat sebagai bahan enkapsulasi probiotik.

(19)

3

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai viabilitas probiotik, khususnya Bifidobacterium longum BF-1 yang dienkapsulasi nano alginat, sehingga menghasilkan suatu probiotik yang tahan terhadap kondisi saluran pencernaan dan mampu bertahan hingga mencapai kolon, sehingga dapat menghasilkan senyawa organik yang berperan aktif dalam sistem metabolisme gizi dalam tubuh manusia.

METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan dimulai dari bulan Juni 2014 sampai bulan November 2014, bertempat di laboratorium mikrobiologi, laboratorium kimia, dan laboratorium nanoteknologi Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Cimanggu, Bogor.

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang harus digunakan dalam penelitian ini adalah 10% kultur bakteri (Bifidobacterium longum BF1), ekstrak tauge, akuades, NaCl,deMann Rogosa Sharpe Broth (MRSB),deMann Rogosa Sharpe Agar (MRSA), kitosan, alginat, HCL 0.5M, CaCl2, pepsin, NaOH 0.1M, asam asetat 1%,bile

salt,pankreatin, larutan PBS.

Peralatan yang diperlukan untuk penelitian ini adalah cawan petri, inkubator,colony counter,magnetic stirrer, sentrifugator, PSA dan Zetasizer Nano ZS, shaker inkubator, autoklaf, sonikator, pipet volumetrik (1 ml, 5 ml, dan 10 ml), mikropipet (0,1 ml, 1 ml dan 5ml), tabung reaksi, mikroskop, stopwatch, gelas ukur, alat gelas lainnya dan alat-alat tulis.

Tahapan Penelitian

(20)

4

Preparasi probiotik

Pembuatan kurva pertumbuhan dan pellet cell probiotik

Pelapisan probiotik dengan kitosan

Penetapan pH dan konsentrasi kitosan (RAF 2x2, 3x ulangan) Parameter: populasi probiotik, ukuran partikel, dan zeta potensial

Enkapsulasi probiotik berlapis kitosan dengan nanol alginat

Optimasi enkapsulasi probiotik berlapis kitosan terpilih dengan nano alginat terbaik.

Analisis: Populasi probiotik dalam cairan lambung dan usus halus simulasi Pembuatan nano alginat

Penetapan konsentrasi CaCl2(RAL 4 perlakuan, 3x ulangan) Parameter: ukuran partikel

Gambar 1 Bagan tahapan penelitian Keterangan:

(21)

5

1ml kultur bakteri (B. longum BF-1) diperbanyak dengan media cair steril

(MRSB) 9ml dalam tabung reaksi, kemudian diinkubasi pada suhu 370C selama 24

jam sebagai langkah penyegaran

Probiotik dalam media ekstrak tauge diplatting mulai jam 0 sampai jam ke-18 dengan pengenceran berseri menggunakan larutan NaCl fisiologis (0,85%) steril

Cawan petri yang telah berisi kultur dan media agar diinkubasi pada suhu 370C, untuk

kemudian dihitung populasinya

Perhitungan populasi bakteri dilakukan setelah 24-48 jam inkubasi dengan

menggunakan colony counterpada metode total plate count (jumlah seluruh bakteri

dalam cawan)

Data hasil populasi bakteri jam ke-0 sampai ke-18 diolah dengan Microsoft Excell

2007 untuk menentukan fase lag, fase eksponensial, fase statis, dan fase penurunan bakteri dalam kurva pertumbuhan bakteri

2,5ml kultur hasil penyegaran ditanam dalam 247,5 ml media ekstrak tauge

steril 1% (10g tauge dalam 1 liter akuades) lalu diinkubasi pada suhu 370C

1ml hasil pengenceran dimasukkan ke dalam cawan petri, dituangkanmedia

agar(MRSA) secara double layer (metode pour plate)

1ml kultur bakteri (B. longum BF-1) diperbanyak dengan media cair steril

(MRSB) 9ml dalam tabung reaksi, kemudian diinkubasi pada suhu 370C selama 24

jam sebagai langkah penyegaran

Probiotik dalam media ekstrak tauge diplatting mulai jam 0 sampai jam ke-18 dengan pengenceran berseri menggunakan larutan NaCl fisiologis (0,85%) steril 2,5ml kultur hasil penyegaran ditanam dalam 247,5 ml media ekstrak tauge

steril 1% (10g tauge dalam 1 liter akuades) lalu diinkubasi pada suhu 370C

1ml hasil pengenceran dimasukkan ke dalam cawan petri, dituangkan media agar

(MRSA) secara double layer (metode pour plate)

1ml kultur bakteri (B. longum BF-1) diperbanyak dengan media cair steril (MRSB)

9ml dalam tabung reaksi, kemudian diinkubasi pada suhu 370C selama 24 jam sebagai

langkah penyegaran

Probiotik dalam media ekstrak tauge diplatting mulai jam ke-0 sampai jam ke-18 dengan pengenceran berseri menggunakan larutan NaCl fisiologis (0,85%) steril 2,5ml kultur hasil penyegaran ditanam dalam 247,5 ml media ekstrak tauge steril 1%

(10g tauge dalam 1 liter akuades) lalu diinkubasi pada suhu 370C

Prosedur Penelitian 1. Preparasi Probiotik

Tahap pertama dalam penelitian ini ialah preparasi kultur probotik

Bifidobacterium longum BF-1 yang terdiri atas pembuatan kurva probiotik (Gambar 2) dan produksi pellet cell probiotik (Gambar 3) yang akan dijelaskan

Gambar 2 Bagan pembuatan kurva pertumbuhan probiotik

(22)

6

0.08ml kultur probiotik ditanam pada 7.92ml media tauge 1% steril, diinkubasi

selama waktu t pada suhu 370C

Media tauge dibuang perlahan, kemudian diganti dengan akuades steril sebanyak 2x dengan kecepatan, waktu, dan suhu sentrifugasi yang sama

Pencucian dilakukan untuk menghilangkan sisa media ekstrak tauge, endapan atau pellet cellini kemudian dikumpulkan dalam satu tabung dengan menggunakan mikro

pipet dan disimpan dalam larutan PBS pH 7.4 dan suhu rendah (refrigerator)

Kultur probiotik berumur t jam disentrifugasi dengan kecepatan 4000rpm selama 10

menit pada suhu 40C untuk memisahkan endapan dan media tauge

Pellet cell dimasukkan ke dalam tabung steril, ditambahkan 0.75 mL PBS pH 7.4 dan 0.5 mL kitosan pH (A1=1mg/ml; A2=2mg/ml; B1=pH 4; B2=pH 6)

Dihomogenkan kemudian diinkubasi pada suhu 370C selama 15 menit

Disentrifugasi dengan kecepatan 600rpm pada suhu 40C selama 15 menit

Pengukuran parameter yang terdiri dari populasi bakteri (TPC), ukuran partikel, dan zeta potensial (PSA)

Larutan dicuci dengan 1 mL akuades steril, disonikasi (250C; 10 menit), dicuci

kembali dengan 1 mL akuades steril

Gambar 3 Bagan pembuatan pellet cell probiotik

2. Pelapisan Probiotik dengan Kitosan (Tahap I)

Tahap kedua dalam penelitian pendahuluan ini ialah pelapisan probiotik dengan kitosan. Proses ini dilakukan untuk mendapatkan permukaan bermuatan positif pada permukaan bakteri yang negatif sehingga alginat yang bermuatan negatif dapat menempel saat proses enkapsulasi. Proses pelapisan probiotik dengan kitosan dijelaskan pada Gambar 4 di bawah ini.

(23)

7

Alginat dilarutkan dengan akuades menggunakan stirer mencapai konsentrasi 1mg/ml

Kation CaCl2 dilarutkan dengan akuades mencapai konsentrasi perlakuan (C1=0.5mg/ml; C2=1mg/ml; C3=1.5mg/ml; C4=2mg/ml)

0.2ml alginat diteteskan ke dalam larutan CaCl2 (perlakuan), kemudian diaduk dengan stirer selama 20 menit

Partikel alginat dikumpulkan untuk dilakukan pengujian ukuran partikel (PSA)

0.5 mL nano alginat dimasukkan ke dalam 0.1mL probiotik berlapis kitosan

Diinkubasi pada suhu 370C agar benar-benar teradsorpsi, kemudian ditambahkan 1 ml

akuades steril

Disentrifugasi dengan kecepatan 1200rpm dan suhu 40C selama 15 menit, lalu

ditambahkan kembali dengan 1 ml akuades steril

Probiotik terenkapsulasi dihitung populasinya (TPC) dalam cairan gastric dan intestine simulasi, ukuran partikel, zeta potensial (PSA)

3. Pembuatan Nano Alginat (Tahap II)

Pembuatan nano alginat ini merupakan tahap pertama dari penelitian utama yang bertujuan untuk menghasilkan nanopartikel alginat sebagai bahan pengkapsul probiotik. Metode yang digunakan ialah Opanasopit et al. 2008 yang dijelaskan pada Gambar 5 di bawah ini.

Gambar 5 Bagan pembuatan nano alginat(Opanasopit et al. 2008)

4. Enkapsulasi Probiotik Berlapis Kitosan dengan Nano Alginat

Tahap selanjutnya dari penelitian utama ini ialah enkapsulasi probiotik berlapis kitosan terbaik dengan nano alginat terpilih yang bertujuan untuk menghasilkan probiotik terenkapsulasi dengan viabilitas tinggi. Proses enkapsulasi mengadopsi metode Balkundi et al. (2009). Metode enkapsulasi akan dijelaskan pada Gambar 6 di bawah ini.

(24)

8

1ml probiotik terenkapsulasi dimasukkan ke dalam 10ml cairan gastrik simulasi (3 g/L pepsin dalam 5 g/L NaCl, pH diatur 1.5 dengan HCl 0.5M)

Diinkubasi dalam shaker incubator dengan kecepatan sedang 170rpm selama waktu

perlakuan (T1=30 menit; T2=60 menit)

Setelah waktu T, 1ml probiotik diambil dan dimasukkan ke dalam 9ml larutan PBS pH 7 sebagai proses release dari bahan pelapis dan pengkapsul

Di sisi lain, 1ml probiotik dalam cairan gastrik simulasi (T2=60 menit) dimasukkan ke dalam cairan intestine simulasi (1 g/L pankreatin dalam 5 g/L NaCl, ditambah 4.5g

bile salt, diatur pH 8 dengan NaOH 0.1M) sebagai lanjutan uji ketahanan dalam SIF

1ml probiotik diambil dan dimasukkan ke dalam 9ml larutan PBS pH 7 sebagai proses release dari bahan pelapis dan pengkapsul

Diinkubasi dalam shaker incubator dengan kecepatan sedang 170rpm (Birman et al.

2009) selama T3=30 menit

Probiotik dalam T1, T2, dan T3 diuji parameter populasi dengan metode TPC

Probiotik dalam PBS kemudian diinkubasi dalam shaker incubator dengan kecepatan

100rpm selama 1 jam agar terbebas dari enkapsulat

5. Ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung dan usus halus simulasi

Tahap terakhir dari penelitian utama ini ialah menguji probiotik terenlapsulasi terpilih dalam SGF (Simulated Gastric Fluid) dan SIF (Simulated Intestine Fluid) yang bertujuan untuk melihat ketahanan bakteri dari penurunan populasinya. Metode yang digunakan ialah modifikasi dari metode Brinques et al. (2011) dan Michida et al. (2006) yang dimodifikasi dengan metode Birman et al.

(2009) pada waktu dan kecepatan shaker incubator selama proses inkubasi. Proses uji ketahanan probiotikdijelaskan pada Gambar 6 di bawah ini.

Gambar 6 Bagan uji ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung dan usus halus simulasi (Brinques et al. 2011 dan Michida et al. 2006)

Rancangan Percobaan

(25)

9

menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan perlakuan konsentrasi CaCl2 yang digunakan dalam pembuatan nano alginat. Berikut disajikan model

Yijk : Nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j

dengan ulangan ke-k

εijk : Pengaruh acak dari perlakuan dengan taraf i dengan ulangan j

Penentuan Formula Terpilih

Penentuan formulasi terpilih dari masing-masing tahap ditentukan menggunakan Metode Perbandingan Eksponensial (MPE). Metode tersebut merupakan salah teknik yang digunakan dalam pengambilan keputusan dengan menentukan peringkat dari beberapa alternatif keputusan berdasarkan beberapa kriteria keputusan (Setyaningsih et al. 2010). Kriteria yang digunakan pada tahapan pelapisan bakteri kandidat probiotik dengan kitosan adalah tebal lapisan kitosan, zeta potensial, persentase kehilangan populasi. Tahap pembuatan nanopartikel alginat menggunakan kriteria keputusan berupa ukuran nanopartikel terkecil.

Pengolahan dan Analisis Data

(26)

10

HASIL DAN PEMBAHASAN

Preparasi Probiotik

Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mendapatkan waktu mulai B. longum saat mengalami pertumbuhan secara stationer atau statis. Brock & Madigan (1991) menyebutkan bahwa terdapat empat fase dalam pertumbuhan bakteri, yaitu fase lag (fase penyesuaian atau fase pertumbuhan lamban), fase eksponensial (fase pertumbuhan cepat), fase statitioner (fase statis), dan fase penurunan populasi (decline). Titik awal fase stationer dipilih dalam pembuatan kurva ini karena diasumsikan pada titik tersebut bakteri telah mencapai jumlah yang maksimum setelah akhir fase eksponensial untuk kemudian dibuat pellet cell

sebagai bahan yang siap dienkapsulasi.

Kultur stok B. longum yang disimpan dalam refrigerator disegarkan kembali dalam media broth selama 24 jam inkubasi suhu 37,50C. Penyegaran dilakukan agar kultur aktif kembali dan berada dalam kondisi yang optimum. Kultur yang telah melewati tahap penyegaran ditanam dalam media ekstrak tauge. Penggunaan ekstrak tauge sebagai media tumbuh bakteri dipilih karena tauge merupakan salah satu jenis sayuran yang kaya akan sumber-sumber zat organik yang dibutuhkan, seperti karbohidrat, asam amino, vitamin, dan mineral. Selain itu, tauge juga merupakan jenis sayuran yang mudah didapat dan harganya terjangkau.Tauge yang akan digunakan sebagai media tumbuh bakteri ialah sudah berupa larutan ekstrak dengan konsentrasi 1%. Pemilihan konsentrasi didasarkan pada hasil hasil trial pembuatan kurva probiotik dengan media broth dan ekstrak tauge 5% yang belum dapat menunjukkan pola kurva pertumbuhan. Kurva pertumbuhan probiotik B. longum disajikan pada Gambar 8 di bawah ini.

(27)

11 merupakan fase eksponensial bakteri yang ditunjukkan dengan peningkatan populasi dari 1011 di jam ke-4 menjadi 1015 di jam ke-5. Mulai dari jam ke-5 hingga jam ke-18 bakteri mengalami fase statis dengan kisaran populasi 1014-1016 cfu/ml. Berdasarkan kurva pertumbuhan tersebut, dapat disimpulkan bahwa bakteri mengalami awal fase statis dan akhir fase eksponensial pada jam ke-5. Selanjutnya hasil ini menjadi acuan untuk pembuatan sel pelet sebagai bahan enkapsulasi probiotik dengan nano alginat. Pengukuran total asam laktat menunjukkan probiotik berada pada range 0.004-0.018% dengan volume NaOH yang digunakan 0.5-2 ml pada tiap titrasi, sedangkan pH relatif stabil pada kisaran 6.

Bifidobacterium longum termasuk ke dalam bakteri gram positif, katalase negatif, non motil, non spora, dan berbentuk batang. B. longum ditemukan dalam konsentrasi tinggi pada usus besar (Wahyudi dan Samsundari 2008).Genus

Bifidobacterium memiliki sifat sebagai probiotik yang memiliki beberapa manfaat bagi inangnya, seperti sistem kekebalan tubuh, mencegah penyakit diare, menjaga keseimbangan saluran pencernaan, dan memperbaiki intoleransi laktosa. B. longum merupakan bakteri yang memfermentasi secara anaerob dan bersifat heterofermentatif, artinya produk metabolit utama B. longum selain asam laktat adalah asam asetat (Tamime 2005).

Pelapisan probiotik dengan kitosan

Waktu awal fase statis atau akhir fase eksponensial pada kurva pertumbuhan B. longum BF-1 kemudian dijadikan acuan waktu inkubasi pada pembuatan pellet cell sebagai bahan yang siap dilapisi oleh kitosan. Pelapisan sel

B.longum BF-1 dengan polimer bermuatan positif kitosan dilakukan dengan kombinasi konsentrasi kitosan dan pH larutan. Masing-masing perlakuan diukur viabilitas, muatan pelapis (zeta potensial), ketebalan lapisan kitosan, dan populasi probiotik berlapis kitosan. Ketebalan lapisan kitosan diukur menggunakan rumus di bawah ini.

L = diameter sel probiotik berlapis kitosan – diameter sel probiotik bebas

(28)

12

Tabel 1 Hasil pengukuran parameter probiotik berlapis kitosan

Perlakuan Ukuran Tebal lapisan Zeta potensial (mV) Populasi partikel (nm) kitosan (nm) I II III (log) (p<0,05). A1 (kitosan 1 mg/mL; pH 4). A2 (kitosan 1 mg/mL; pH 6). A3 (kitosan 2 mg/mL; pH 4). A4 (kitosan 2 mg/mL; pH 6).

a. Ukuran Partikel

Berdasarkan Tabel 1, rata-rata ukuran partikel terkecil (1351 nm) dihasilkan oleh formula A4 yaitu dengan konsentrasi larutan kitosan 2 mg/mL, pH 6. Hasil ini tidak berbeda nyata dengan A2 (konsentrasi larutan kitosan 1 mg/mL, pH 6) yang menghasilkan rata-rata ukuran partikel 1364 nm. pH larutan kitosan yang lebih kecil (pH 4) menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar, yaitu A1 dengan rata-rata ukuran partikel 1774 nm dan A3 dengan rata-rata ukuran partikel terbesar 2018 nm.

Berdasarkan hasil sidik ragam, menunjukkan bahwa konsentrasi kitosan, pH kitosan, dan interaksi keduanya berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap ukuran partikel probiotik berlapis kitosan. Nisha et al. (2013) menyebutkan bahwa kitosan merupakan jenis polisakarida yang larut pada pH lebih besar dari 5.4. Hal ini menunjukkan bahwa pH 6 efektif dalam pembuatan larutan kitosan sebagai pelapis probiotik yang dapat menghasilkan ukuran partikel lebih kecil dibandingkan dengan larutan kitosan pH 4. Menurut Krasaekoopt et al. (2003), ukuran manik yang lebih kecil berperan penting dalam tingkat pelepasan sel bakteri dari mikrokapsul. Semakin kecil lapisan yang dihasilkan, maka akan lebih mudah lepas dari pengkapsulnya dan menghasilkan asam lebih cepat.

b. Zeta Potensial

Zeta potensial adalah parameter muatan listrik antara partikel koloid. Semakin tinggi nilai potensial zeta maka akan semakin mencegah terjadinyaflokulasi, yaitu peristiwa penggabungan koloid dari yang kecil menjadi besar (Sinko 2006). Zeta potensial digunakan untuk mengetahui kestabilan suatularutan, untuk memprediksi morfologi permukaan suatu partikel, dan untukmengetahui muatan permukaan atau surface charge (Gogoi dan Sarma 2013). Pengukuran zeta potensial pada penelitian ini adalah untuk mengetahui muatan permukaan sel dan polimer serta kestabilan muatannya.

Berdasarkan Tabel 1, B. longum BF-1 tanpa lapisan kitosan memiliki zeta potensial negatif dengan kisaran muatan -5.68 s.d. -0.776 mV. Sedangkan probiotik yang dilapisi kitosan memiliki muatan yang relatif positif pada perlakuan A2, A3, dan A4. Kitosan yang bermuatan positif (Corona-Hernandez

et al. 2013) dipilih sebagai pelapis bakteri probiotik yang memiliki dinding sel bemuatan negatif (Goncalves et al. 1992; Zavaglia et al. 2002; Halttunen et al.

(29)

13

2005). Bakteri asam laktat membutuhkan nutrisi berupa karbohidrat, amino, dan lipid untuk dapat bertahan hidup.

c. Populasi Probiotik

Berdasarkan Tabel 1, populasi B. longum tertinggi terdapat pada perlakuan A4 dengan konsentrasi kitosan 2 mg/mL, pH 6 yaitu sebesar 14.27 log cfu/mL. Perlakuan konsentrasi kitosan berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap populasi probiotik. Populasi bakteri pada perlakuan A1 tidak berbeda nyata dengan A2 (P>0.05), namun berbeda nyata dengan perlakuan A3 dan A4. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi kitosan yang digunakan, semakin tinggi pula populasi probiotik yang bertahan setelah proses pelapisan. Selanjutnya, dipilih perlakuan terbaik yang akan dienkapsulasi dengan menggunakan nano alginat terpilih. Penetapan perlakuan terbaik probiotik tercoating kitosan mengacu pada Metode Perbandingan Eksponensial (MPE). Metode Perbandingan Eksponensial merupakan salah satu metode untuk menentukan urutan prioritasalternatif keputusan dengan kriteria jamak. Hasil pelapisan probiotik dengan kitosan yang dipilih ialah yang memiliki zeta potensial positif stabil, ketebalan lapisan terkecil, dan populasi probiotik terbesar. Tabel 2 menyajikan MPE perlakuan probiotik berlapis kitosan.

Tabel 2 Metode Perbandingan Eksponensial (MPE) perlakuan probiotik berlapis kitosan (p<0,05). A1 (kitosan 1 mg/mL; pH 4). A2 (kitosan 1 mg/mL; pH 6). A3 (kitosan 2 mg/mL; pH 4). A4 (kitosan 2 mg/mL; pH 6).

(30)

14

kriteria keputusan kemudian dijumlahkan sehingga diperoleh nilai skor. Nilai skor terendah merupakan alternatif keputusan terbaik berdasarkan kriteria keputusan. A4 merupakan perlakuan dengan skor terendah. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan konsentrasi kitosan 2 mg/ml, pH 6 untuk pelapisan probiotik merupakan perlakuan dengan perpaduan nilai zeta potensial, ketebalan lapisan kitosan, dan populasi probiotik terbaik, sehingga perlakuan ini dipilih sebagai formulasi terpilih untuk kemudian dilakukan enkapsulasi dengan nano alginat terpilih pada tahap penelitian selanjutnya.

Pembuatan Nano Alginat

Nano alginat yaitu alginat yang memiliki pertikel yang berbentuk padat dengan ukuran sekitar 10 – 1000 nm. Alginat dalam bentuk nanopartikel ini bersifat netral, tidak toksik, dan memiliki stabilitas yang konstan (Mohanraj dan Chen 2006). Pembentukan nano alginat dilakukansecara gelasi ionik menggunakan kation divalen dari CaCl2. Gelasi atau pembentukan gel merupakan

gejala penggabungan atau pengikatan silang rantai-rantai polimer membentuk jaringan tiga dimensi yang sinambung dan dapat memerangkap air di dalamnya menjadi suatu struktur yang kompak dan kaku yang tahan terhadap aliran bertekanan (Fardiaz 1989 dalam Latifah 2010).Penambahan kation divalen (Ca2+) berfungsi sebagai penaut silang antar molekul alginat, sehingga menyebabkan terjadinya gelatinisasi yang akan membentuk jel matriks kalsium alginat (Rokka dan Rantamaki 2010). Pembentukan nano alginat secara gelasi ionik menggunakan konsentrasi larutan alginat 1 mg/ml dengan perlakuan konsentrasi kation CaCl2 (0.5 -2 mg/ml). Hasil pengukuran partikel nano alginat disajikan

dalam Tabel 3 di bawah ini.

Tabel 3 Hasil pengukuran partikel nano alginat

Perlakuan Ukuran partikel (nm)

C1 = Konsentrasi larutan CaCl2 0.5 mg/ml C3 = Konsentrasi larutan CaCl2 1.5 mg/ml

C2 = Konsentrasi larutan CaCl2 1 mg/ml C4 = Konsentrasi larutan CaCl2 2 mg/ml

Berdasarkan hasil sidik ragam, konsentrasi CaCl2 berpengaruh nyata

(31)

15

Ukuran partikel yang dihasilkan dari empat konsentrasi CaCl2 berbeda

menunjukkan bahwa semakin rendah konsentrasi CaCl2 maka ukuran partikel

nano alginat yang dihasilkan semakin kecil. Hal ini sejalan dengan penelitian Opanasopit et al. (2007) bahwa semakin rendah kation divalen yang digunakan, maka akan dihasilkan ukuran partikel yang lebih kecil. Namun, terjadi galat dalam perlakuan konsentrasi CaCl2 1 mg/ml, hal ini mungkin disebabkan terjadinya

penggabungan kembali antar partikel (agregasi) sehingga menghasilkan ukuran yang lebih besar saat diukur.

Enkapsulasi Probiotik Berlapis Kitosan dengan Nano Alginat dan Uji Ketahanan Terhadap Cairan Gastrik dan Intestine Simulasi

Tahap selanjutnya ialah enkapsulasi probiotik tercoating kitosan dengan nano alginat terpilih. Probiotik berlapis kitosan yang terpilih ialah penggunaan larutan kitosan 2 mg/mL dengan pH 6, sedangkan formulasi nano alginat terpilih ialah yang menghasilkan ukuran partikel paling kecil, yaitu perbandingan konsentrasi alginat dan CaCl2 1:0.5 mg/mL. Hasil pengukuran parameter enkapsulasi probiotik dengan nano alginat disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 Hasil pengukuran parameter probiotik yang dienkapsulasi nano alginat

Parameter Hasil Pengukuran

Ukuran bakteri terenkapsulasi (nm) 4141.3

Zeta potensial -19,3 Populasi probiotik yang dienkapsulasi (log

cfu/mL) 10.76

Berdasarkan Tabel 4, probiotik yang berlapis kitosan dan terenkapsulasi nano alginat memiliki rata-rata ukuran partikel 4141.3 nm. Hal ini menunjukkan terdapat perbedaan tebal lapisan sekitar 2.7 µm antara sebelum dan setelah enkapsulasi. Zeta potensial probiotik memiliki kecenderungan muatan negatif. Roitt (2003) mengatakan bahwa partikel yang bermuatan negatif lebih tahan terhadap paparan asam lambung dan garam empedu dalam saluran cerna. Populasi probiotik terenkapsulasi berada pada kisaran 10.76 log cfu/ml.

(32)

16

berkaitan pada fakta bahwa pepsin disekresi dalam bentuk inaktif yaitu pepsinogen yang kemudian diaktifasi menjadi pepsin dengan adanya medium asam (Hersey 1994).

Bifidobacterium longum bebas dan yang telah dienkapsulasi nano alginat ke dalam cairan lambung dan usus halus simulasi. Salah satu persyaratan agar strain probiotik mempunyai efek fungsional adalah strain tersebut harus tahan terhadap lingkungan saluran pencernaan yang mengandung asam empedu dengan pH yang berangsur dari rendah (di dalam lambung) ke netral (di dalam kolon). Persiapan cairan lambung dan usus halus simulasi mengacu pada Brinques et al. (2011) dan Michida et al. (2006). Probiotik terenkapsulasi diinkubasi dalam shaker incubator

selama waktu perlakuan dan dibandingkan hasilnya dengan probiotik kontrol (tanpa enkapsulasi), untuk melihat presentasi populasinya. Tabel 5 di bawah ini menjelaskan penurunan populasi probiotik selama melewati cairan lambung simulasi.

Tabel 5 PopulasiB. longum setelah uji ketahanan pada cairan lambung simulasi (log cfu/ml)

Sampel Menit Penurunan Populasi

0 30 60

Sel bebas 16.28 5.97 5.91 10.37

Probiotik terenkapsulasi 10.76 7.85 7.68 3.08

Berdasarkan Tabel 5, sel bebas atau probiotik tanpa enkapsulasi memiliki populasi awal sebanyak 16.28 log cfu/ml, sedangkan probiotik yang berlapis kitosan dan terenkapsulasi nano alginat memiliki populasi awal 10.76 log cfu/ml. Uji beda menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan (P<0.05) antara penurunan populasi akhir kedua kelompok. Uji ketahanan probiotik selama waktu inkubasi dilakukan untuk mengetahui pengaruh proses enkapsulasi terhadap jumlah probiotikyang masih tetap bertahan hidup setelah melewati cairan lambung simulasi. Ketahanan probiotik ditentukan dengan membandingkan jumlah sel bebas dan sel terenkapsulasi sebelum dan setelah memasuki cairan lambung simulasi dengan metode plate count (Lian et al. 2002). Selanjutnya, probiotik diuji ketahanannya pada cairan usus halus simulasi yang disajikan pada Tabel 6. Tabel 6 Populasi B. longum setelah uji ketahanan pada cairan usus halus simulasi

(log cfu/ml)

Sampel Menit Penurunan

Populasi

0 30

Sel bebas 5.91 5.80 0.11

Probiotik terenkapsulasi 7.68 7.44 0.24

Setelah selama 60 menit berada pada cairan lambung simulasi, B. longum

bebas dan terenkapsulasi dimasukkan ke dalam cairan usus halus simulasi dan diamati viabilitasnya selama 30 menit. Garam empedu dan enzim pankreatin terdapat dalam lumen usus dan nilai pH pada usus halus umumnya berada pada kisaran 6.5-8 (Cuillerier et al. 2002; Ouwehand & Vesterlund 2003). Tabel 6 menunjukkan penurunan populasi diuji ke dalam cairan usus halus simulasi tidak berbeda nyata (P>0.05) antar kedua sampel.

(33)

17

empedu, enzim dan pergerakan saluran cerna (Petrovic et al. 2007). Pada penelitian ini, hasil populasi akhir sebelum dan setelah terpapar cairan lambung dan usus halus simulasi memiliki perbedaan yang nyata (P<0.05) antara sel bebasdan probiotik yang terenkapsulasi. Sel bebas mengalami total penurunan populasi 10.48 log, sementara probiotik terenkapsulasi hanya mengalami penurunan populasi sebanyak 3.32 log hingga akhir waktu paparan. Hal ini menunjukkan bahwa proses nanoenkapsulasi yang dilakukan dapat meningkatkan ketahanan probiotik mencapai jumlah yang dapat memberikan manfaat positif bagi kesehatan, yaitu antara 106-108 cfu/ml (FAO 2006). Menurut Khosravi et al.

(2014), mikroenkapsulasi probiotik yang dilakukan menggunakan alginat dan

coating kitosan mampu meningkatkan viabilitas L. casei dan B. bifidum pada kondisi cairan gastro-intestinal.

Enkapsulasi probiotik terbukti mampu mempertahankan viabilitas probiotik, dengan melindungi sel probiotik dari kondisi yang merugikan kemudian mengurangi penurunan jumlah probiotik (Parvez et al. 2006). Efek menguntungkan dari Bifidobacterium adalah dapat meningkatkan metabolisme protein, vitamin, bersifat antibakteri, dan menstimulasi kerja saluran pencernaan (Nakazawa dan Hosono 1992). B. longum mampu berkompetisi dan mengkolonisasi daerah pelekatan di kolon. Hal ini di dukung oleh pernyataan Surono (2004) bahwa Bifidobacterium menghasilkan bifidan sebagai eksopolisakarida (EPS), yang mengawali adhesi dan sebagai pelekat permanen. Beberapa mekanisme probiotik dalam memberikan efek kesehatan bagi manusia antara lain mencegah terjadinya kanker pada saluran pencernaan, membantu proses metabolisme, meningkatkan sistem imun, menghasilkan vitamin, dan menurunkan kolesterol. Mortazavian et al. (2007) menyatakan bahwa efek probiotik pada saluran pencernaan mempunyai peran dalam menghambat adhesi patogen (penempelan bakteri jahat) dan imuno modulasi (meningkatkan sistem imun). Mekanisme kerja probiotik untuk menghambat pertumbuhan bakteri patogen dalam mukosa usus adalah dengan cara berkompetisi untuk mengadakan penempelan dengan enterosit. Dengan adanya bakteri probiotik di dalam mukosa usus dapat mencegah kolonisasi bakteri patogen. Kemampuan adhesi bakteri probiotik dapat mengurangi atau menghambat adhesi bakteri jahat misalnya

Escherichia Coli dan Salmonella pada usus sehingga tak terjadi kolonisasi dan dalam aplikasinya dapat mencegah terjadinya fungsi gangguan pencernaan, seperti diare dan konstipasi.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

(34)

18

menghasilkan ukuran nano-alginat terkecil.

Pelapisan kitosan dan enkapsulasi nano alginat menghasilkan probiotik terenkapsulasi yang lebih tahan terhadap kondisi saluran pencernaan dibandingkan dengan probiotik tanpa enkapsulasi (sel bebas). Penurunan log lebih rendah (3.32 log cfu/ml) pada probiotik yang dienkapsulasi nano alginat dibandingkan dengan probiotik tanpa enkapsulasi (10.48 log cfu/ml). Populasi akhir B. longum terenkapsulasi kitosan dan nano alginat setelah masuk ke dalam cairan lambung dan usus halus simulasi adalah 7.68 log cfu/ml.

Saran

Waktu paparan merupakan hal yang penting untuk menguji viabilitas probiotik dalam saluran pencernaan. Penelitian selanjutnya diharapkan dapat melihat perubahan populasi probiotik selama manusia mencerna makanan dari mulut hingga rektum yang membutuhkan waktu kira-kira 12 jam. Penelitian lanjut mengenai pemanfaatan probiotik dalam pangan juga diperlukan agar dapat dihasilkan suatu produk yang dapat langsung dikonsumsi dan dirasakan manfaatnya oleh masyarakat.

DAFTAR PUSTAKA

Birman TD, Mackie A, Lesmes U. 2013. Impact of dietary fibers on the properties and proteolytic digestibility of lactoferrin nanoparticles. Food Hydrocolloids. 31: 33-41.

Brinques GB and Ayub MAZ. Efect of microencapsulation on survival of

Lactobacillus plantarum in simulated gastrointestinal condition, refrigeration, and yoghurt. J. Food Eng. (2011) 103: 123-128.

Corona-Hernandez RI, Emilio AP, Jaime LM, Alma R IR, Laura AR and Abraham WM. 2013. Structural stability and viability of microencapsulated probiotic bacteria : A review. Comprehensive Reviews in Food Science and nutritional properties and guidelines for evaluation. FAO Food and Nutrition Paper. Roma (US): World Health Organization and Food and Agriculture Organization of The United Nations.

Fouda MMG. 2005. Use of Natural Polysaccharides in Medical Textile Application. University of Duisberg-Essen (DE): Krefeld

(35)

19

Gogoi B and Sarma NS. 2013. Enhanced Fluorescence Quenching of Hemin Detectedby a Novel Polymer of Curcumin. The Royal Society of Chemistry. Goncalves LMD, LMO Barreto, AMBR Xavier, MJT Corrondo and J Klein. 1992.

Inert support for lactic acid fermentation – a technological assessment. Appl Microbiol Technol.38 : 305-311

Halttunen T, MC Collado, H El-Nezami, J Meriluoto dan S Salminen. 2008. Combining strains of lactic acid bacteria may reduce their toxin and heavy metal removal efficiency from aqueous solution. Journal compilation, The Society for Applied Microbiology. 46 : 160-165.

Hersey SJ. Gastric Secretion of Pepsins. In Physiology of the Gastrointestinal Tract, 2nd ed.; Raven Press: New York, NY, USA, 1994; pp 1227-1238.

Hovgaard L and Brondsted H. Current applications of polysaccharide in colon targeting. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 1996, 13, 185-223

JaniP, Halbert GW, Langridge, J., and Florence, A. T. 1990. Nanoparticleuptake by the rat gastrointestinal mucosa: Quantitation and particle size dependency. J. of Pharmacy and Pharmacology. 42(12): 821-826.

Khosravavi Zanjani, Babak GT, Anausheh S, and Nima M. Microencaptulation of probiotics by calcium alginat-gelatized starch with citosan coating and evaluation of survival in simulated human gastrointestinal condition. 2014.

Iranian Journal of Pharmaceutical Research. 13 (3): 843-852.

Kumar MR. 2000. A review of chtitin and chitosan applications. Reactive and Functional Polymers 46:1-27.

Krasaekoopt WB, Bhandari H, Deeth H. 2003. Evaluation of encapsulation techniques of probiotics for yogurt. Int. J. Dairy 13:3-13.

Lian WC, Hsio HC, Chou CC. 2002. Survival of Bifidobacterium longum after spray drying. Int J Food Microbiol 74:79– 86.

Ishihama A. Modulation of the nucleoid, the transcription apparatus, and the translation machinery in bacteria for stationary phase survival. Genes to cell. 1999; 4: 135-143. DOI :10.1046/j.1365-2443.1999.00247.x

Michida H, Tamalampudi S, Pandiella SS, Webb C, Fukuda H, and Kondo A. Effect of cereal extracts and cereal fiber on viability of Lactobacillus plantarum under gastrointestinal condition. Biochem. Eng.J, (2006) 28: 73-78. Mortazavian A, Seyed HR, Mohammad RE, and Sara S. Review: Principles and

methods of microencapsulation of probiotic microorganisms. 2007. Iranian Journal of BiotechnologyVol 5.

Nakazawa Y. and A. Hosono. 1992. Functions of Fermented Milk Challengs for The Health Science. Elsevier Science Publisher Ltd, Univesity Press, Cambrigde

(36)

20

Ouwehand, A.C.; Vesterlund, S. Health aspects of probiotics. Drugs 2003, 6, 573-580.

Parvez S, KA Malik, S Ah Kang dan H-Y Kim. 2006. Probiotics and their fermented food product are beneficial for health. Journal of Applied Microbiology. 100 : 1171-1185.

Roitt IM. 2003. Essential Immunology, Edisi ke-8. Jakarta (ID) : Penerbit Widya Medika.

Rokka S and Rantamäki P. 2010. Protecting probiotic bacteria by microencapsulation: challenges for industrial application. Eur Food Res Technol 231: 1 – 12.

Salminen S, A. V. Wright & A. Ouwehand. 2004. Lactic Acid Bacteria: Microbiology and Functional Aspects. 3thedition. Revised and Expanded. Marcel Dekker, Inc., New York.

Setyaningsih D, Apriyantono A dan Sari MP. 2010. Analisis Sensori untukIndustri Pangan dan Agro. Bogor (ID) : IPB Press.

Sinko PJ. 2006. Martin Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika. Ed ke-5. Joshita, Amalia, penerjemah. Jakarta: EGC. hlm 585-587.

Sugita P, Sjahriza A, and Wahyono D. 2006. Sintesis dan optimasi gel kitosan-alginat. J Sains dan Teknologi 8: 133-137.

Surono, I. S. 2004. Probiotik Susu Fermentasi dan Kesehatan. PT. Tri Cipta Karya, Jakarta.

Srinivas, Pothur R. et al. 2010. Nanotechnology research: application in nutritional science. The Journal of Nutrition.

Tamime A and Robinson RK. 1999. Yogurt : Science and Technology. 2ndEdition. Woodhead Publishing, Ltd Cambridge, England.

Tobey, N. A.; Hosseini, S.S.; Caymaz-Bor, C.; Wyatt, H. R.; Orlando, G.S.; Orlando, G.C. The role of pepsin in acid injury to oesophageal epithelium. Am. J. Gastroenterol. 2001, 96, 3062-3070

Wu W, W. S. Roe, V.G. Gimino, V. Seriburi, D. E. Martin, and S. E. Knapp. 2000. Low melt encapsulation with laurate canola oil. US. Patent 6: 153-326.

Zavaglia AG, G Kociubinski, P Perez, E Disalvo and G De Antoni. 2002. Effect of bile on the lipid composition and surface properties of bifidobacteria.

(37)

21

LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi penelitian

Pembuatan media ekstrak tauge 1%

(38)

22

Pengukuran populasi bakteri Zetasizer Nano Malvern

(39)

23

Pembuatan nano alginat

(40)

24

Lampiran 2 Uji normalitas hasil pengukuran parameter probiotik berlapis kitosan One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test

ukuran partikel

(nm)

zeta potensial

(mV)

populasi probiotik

(log10)

N 12 12 8

Normal Parametersa Mean 1626.8333 9.3100 11.4950

Std. Deviation 304.42250 10.32766 2.15126

Most Extreme Differences Absolute .191 .289 .211

Positive .191 .203 .211

Negative -.164 -.289 -.171

Kolmogorov-Smirnov Z .660 1.002 .596

Asymp. Sig. (2-tailed) .776 .268 .870

a. Test distribution is Normal.

Lampiran 3 Uji anova ukuran partikel probiotik berlapis kitosan Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable:ukuran partikel (nm)

Source

Type III Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 959799.000a 3 319933.000 42.941 .000

Intercept 3.176E7 1 3.176E7 4.263E3 .000

konsentrasiKitosan 39905.333 1 39905.333 5.356 .049

pHKitosan 870485.333 1 870485.333 116.835 .000

konsentrasiKitosan *

pHKitosan 49408.333 1 49408.333 6.631 .033

Error 59604.667 8 7450.583

Total 3.278E7 12

Corrected Total 1019403.667 11

(41)

25

Lampiran 4 Uji duncan ukuran partikel probiotik berlapis kitosan

Sy = 70.477

Keterangan : nilai mutlak (tidak negatif)

Huruf cetak tebal menunjukkan berbeda sangat nyata (%), tebal miring menunjukkan berbeda nyata (5%)

Lampiran 5 Uji anovapopulasi probiotik berlapis kitosan Tests of Between-Subjects Effects

konsentrasiKitosan 27.903 1 27.903 95.762 .001

pHKitosan 1.345 1 1.345 4.615 .098

Lampiran 6 Uji duncan ukuran partikel probiotik berlapis kitosan

(42)

26

P1 P2 P3 P4

9.72 9.54 12.45 14.27

P1 9.72 x 0 -3 -5

P2 9.54 x x -3 -5

P3 12.45 x x X -2

P4 14.27 x x X x

Keterangan : nilai mutlak (tidak negatif)

Huruf cetak tebal menunjukkan berbeda sangat nyata (%), tebal miring menunjukkan berbeda nyata (5%)

Lampiran 7 Uji normalitas ukuran partikel nano alginat One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test

ukuran partikel

nanoalginat (nm)

N 12

Normal Parametersa Mean 797.4500

Std. Deviation 300.69170

Most Extreme Differences Absolute .289

Positive .171

Negative -.289

Kolmogorov-Smirnov Z 1.001

Asymp. Sig. (2-tailed) .269

a. Test distribution is Normal.

Lampiran 8 Uji anovaukuran partikel nano alginat

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable:ukuran partikel nanoalginat (nm)

Source

Type III Sum of

Squares Df Mean Square F Sig.

Corrected Model 889463.663a 3 296487.888 22.567 .000

Intercept 7631118.030 1 7631118.030 580.828 .000

konsentrasiAlginat .000 0 . . .

konsentrasiCaCl2 889463.663 3 296487.888 22.567 .000

konsentrasiAlginat *

konsentrasiCaCl2 .000 0 . . .

(43)

27

Total 8625688.520 12

Corrected Total 994570.490 11

a. R Squared = .894 (Adjusted R Squared = .855)

Lampiran 9 Uji duncan ukuran partikel nano alginat

Sy = 93.589

LSR = SSR x Sy

0.05 0.01

P 2 3 2 3

SSR 3.46 3.58 5.24 5.510

LSR 323.82 335.05 490.41 515.68

P1 P2 P3 P4

339.4 1023 847.4 980.7

P1 339.4 x -684 -508 -641

P2 1023 x X 176 42

P3 847.4 x X X -133

P4 980.7 x X X x

Keterangan : nilai mutlak (tidak negatif)

Huruf cetak tebal menunjukkan berbeda sangat nyata (%), tebal miring menunjukkan berbeda nyata (5%)

Lampiran 10 Uji normalitas ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung dan usus halus simulasi

One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test

T0 T1 T2 T3

N 4 4 4 4

Normal Parametersa Mean 13.5175 6.9075 6.7975 6.6200

Std. Deviation 3.19055 1.08736 1.01936 .95586

Most Extreme Differences Absolute .302 .293 .301 .302

Positive .302 .293 .300 .302

Negative -.302 -.275 -.301 -.255

Kolmogorov-Smirnov Z .604 .586 .603 .603

Asymp. Sig. (2-tailed) .859 .883 .861 .860

(44)

28

Lampiran 11 Uji t-test penurunan populasi sel bebas dan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung simulasi

Independent Samples Test

Levene's Test for

Equality of Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df Sig. (2-tailed) Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference

Lower Upper

penurunan populasi GIF Equal variances

assumed 2.656E15 .000 41.514 2 .001 7.10000 .17103 6.36413 7.83587

Equal variances

not assumed 41.514 1.886 .001 7.10000 .17103 6.31971 7.88029

Lampiran 12 Uji t-test penurunan populasi sel bebas dan probiotik terenkapsulasi dalam cairan usus halus simulasi

Independent Samples Test

Levene's Test for

Equality of Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df Sig. (2-tailed) Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference

Lower Upper

penurunan populasi SIF Equal variances

assumed 4.161E16 .000 -.692 2 .560 -.12500 .18062 -.90216 .65216

Equal variances

not assumed -.692 1.014 .613 -.12500 .18062 -2.34707 2.09707

2

(45)

29

RIWAYAT HIDUP

Ineke Wildana Ayuningtyas merupakan anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Rudy Purwadi dan Daruwati. Penulis lahir di Klaten, 20 Maret 1993, menempuh pendidikan menengah atas di SMA Negeri 5 Bogor kemudian melanjutkan di Institut Pertanian Bogor Departemen Gizi Masyarakat melalui jalur Undangan Saring Masuk IPB (USMI).

Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif di beberapa organisasi seperti, Lingkungan Seni Sunda Gentra Kaheman IPB (Sekretaris bidang fasilitas dan properti), Himpunan Mahasiswa Ilmu Gizi (HIMAGIZI) IPB (staff dan ketua divisi kewirausahaan). Penulis juga aktif berperan serta pada kepanitiaan acara di Departemen Gizi, seperti menjadi staff dana usaha pada Nutrition Fair 2012 dan 2013. Prestasi yang pernah diraih penulis selama kuliah ialah menjadi juara 3 Lomba Karya Tulis Al Qur’an (LKTA) Tingkat Nasional di Institut Teknologi Surabaya tahun 2012.

Penulis menjalani Kuliah Kerja Profesi pada bulan Juli-Agustus 2013 di Desa Mekarsari, Kecamatan Cikajang, Kabupaten Garut, Jawa Barat. Penulis juga pernah melaksanakan Internship Dietetic (ID) di Rumah Sakit Marzoeki Mahdi Bogor dengan kasus penyakit bedah (Benign Prostatic Hyperplasia/BPH dan batu kandung kemih), kasus anak (Gizi buruk kwashiorkor disertai tuberkulosis paru dan abses), dan kasus penyakit dalam (Congestive Heart Failure dengan susp. Congestive Hepatopathy disertai ikterik dan edema). Bulan Mei 2014, penulis ikut serta sebagai enumerator dalam proyek Household Dietary Diversity Score

Figur

Gambar 1 Bagan tahapan penelitian

Gambar 1

Bagan tahapan penelitian p.20
Gambar 2 Bagan pembuatan kurva pertumbuhan probiotik

Gambar 2

Bagan pembuatan kurva pertumbuhan probiotik p.21
Gambar 3 Bagan pembuatan pellet cell probiotik

Gambar 3

Bagan pembuatan pellet cell probiotik p.22
Gambar 5 Bagan pembuatan nano alginat(Opanasopit et al. 2008)

Gambar 5

Bagan pembuatan nano alginat(Opanasopit et al. 2008) p.23
Gambar 6 Bagan uji ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung

Gambar 6

Bagan uji ketahanan probiotik terenkapsulasi dalam cairan lambung p.24
Gambar 8 Kurva pertumbuhan Bifidobacterium longum BF-1 dalam media

Gambar 8

Kurva pertumbuhan Bifidobacterium longum BF-1 dalam media p.26
Tabel 4 Hasil pengukuran parameter probiotik yang dienkapsulasi nano alginat

Tabel 4

Hasil pengukuran parameter probiotik yang dienkapsulasi nano alginat p.31

Referensi

Memperbarui...