VIABILITAS ENKAPSULASI SINBIOTIK ISOLAT BAL
DENGAN BERBAGAI BAHAN ENKAPSULAN SELAMA
MASA SIMPAN DAN SIMULASI ASAM LAMBUNG
SKRIPSI
OLEH
SANTA LUSIA NATALIA
100805064
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
VIABILITAS ENKAPSULASI SINBIOTIK ISOLAT BAL
DENGAN BERBAGAI BAHAN ENKAPSULAN SELAMA
MASA SIMPAN DAN SIMULASI ASAM LAMBUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
OLEH
SANTA LUSIA NATALIA 100805064
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Viabilitas Enkapsulasi Sinbiotik Isolat BAL Dengan Berbagai Bahan
Enkapsulan Selama Masa Simpan Dan Simulasi Asam Lambung
Kategori : Skripsi
Nama : Santa Lusia Natalia
Program Studi : Sarjana (S1) Biologi Nomor Induk Mahasiswa : 100805064
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
VIABILITAS ENKAPSULASI SINBIOTIK ISOLAT BAL DENGAN BERBAGAI BAHAN ENKAPSULAN SELAMA MASA SIMPAN DAN
SIMULASI ASAM LAMBUNG
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Februari 2015
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan YME yang telah memberikan Berkat dan Rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.
Skripsi yang berjudul “Viabilitas Enkapsulasi Sinbiotik Isolat Bal Dengan Berbagai Bahan Enkapsulan Selama Masa Simpan Dan Simulasi Asam Lambung
” dibuat sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar sarjana Sains FMIPA USU Medan.
Ucapan terima kasih terbesar pertama kali penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis, ayahanda dan ibunda tercinta, Tay ah toon dan Rotua Helena Hutabarat yang selalu memberikan do’a, dukungan, semangat, perhatian, pengorbanan dan kasih sayangnya yang besar kepada penulis.. Kepada kakak, abang dan adik-adikku, dr. Isabella Suhena, Pince Hutasoit, Tania Gabriella dan Grisella Caroline yang selalu dapat menghibur dan memompa semangat penulis. Kepada seluruh keluarga besarku atas segala bantuan yang diberikan kepada penulis baik moril maupun materil.
Terimakasih penulis sampaikan kepada ibu Dr. It Jamilah, M.Sc. selaku pembimbing 1 dan ibu Pro Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. selaku pembimbing 2 yang telah memberi bimbingan dan banyak masukan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto. M.Sc. dan ibu Dr. Saleha Hanum. M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan skripsi ini.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada keluarga kedua ku Anita Doris Sianturi, Chrestina R. P. S dan Yantika R. S. untuk selalu ada disaat susah maupun senang. Kepada noona dan Zombie buddy, Nurul Fadhillah dan Nurhayati terima kasih telah menciptakan senyum ditengah penatnya pengerjaan skripsi ini. Kepada sahabat satu penelitianku, Riris Delima Purba, Hendika Zupliker, Juwita Sihombing, Devi permatasari terima kasih atas suntikan semangatnya. Terima kasih untuk National Brother Bang Imam dan Bang Aan yang selalu memberikan arahan kepada penulis. Tak terlupakan teman-teman stambuk 2010 ‘BioRev’ yang namanya tidak bisa disebutkan satu persatu, terima kasih sudah membuatku lebih dewasa. Terima kasih kepada rekan-rekan asisten Frico, Poppy, Virza, Chandra, Steven dan Devi dan semuanya yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu, terima kasih atas kerjasamanya selama di bangku perkuliahan.
Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan hasil penelitian ini. Semoga Tuhan YME membalas semua kebaikan kita dengan balasan yang setimpal.
Medan, Februari 2015
VIABILITAS ENKAPSULASI SINBIOTIK ISOLAT BAL DENGAN BERBAGAI BAHAN ENKAPSULAN SELAMA MASA SIMPAN DAN
SIMULASI ASAM LAMBUNG
ABSTRAK
Bakteri asam laktat (BAL) telah ditambahkan kedalam berbagai produk pangan sebagai agen probiotik karena sudah sejak lama diketahui memberikan efek kesehatan yang menguntungkan pada manusia. Dalam aplikasinya viabilitas sel BAL sering menurun karena dipengaruhi oleh lingkungan. Teknik enkapsulasi adalah salah satu teknik perlindungan sel dengan menggunakan bahan pengkapsul. Diperlukan pemilihan jenis bahan pengkapsul yang efektif untuk menghasilkan perlindungan sel BAL yang optimal. Dalam penelitian ini BAL kandidat probiotik (isolat US7) dienkapsulasi denganalginat-tepung kacang hijau dan alginat-tepung gramdengan inulin sebagai prebiotik melalui teknik ekstrusi. Viabilitas sel BAL yang dienkapsulasi dapat bertahan pada CFU setelah 4 minggu penyimpanan pada suhu 4°C. Beads diinkubasi dalam simulasi asam lambung (pH= 2) selama 2 jam dan simulasi usus (pH= 6) selama 3 jam pada suhu 37°C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sel BAL yang dienkapsulasi dapat mempertahankan tingkat kelangsungan hidup sebesar 97% dengan jumlah sel9,07 Log CFU di dalam simulasi asam lambung dan kemudian melanjutkan melepaskan sel dalam simulasi usus. Secara umum, penelitian ini menunjukkan bahwa enkapsulasi dengan alginat-tepung kacang hijau danalginat-tepung gram dengan inulin berhasil secara signifikan melindungi bakteri probiotik terhadap kondisi gastro-intestinal manusia.
SINBIOTICT ENCAPSULATIONVIABILITY of LAB ISOLATE WITH DIFFERENT COATING MATERIALS DURING THE STORAGE and
SIMULATE GASTRIC ACID
ABSTRACT
Lactic acid bacteria (LAB) have been added to various food products as a probiotic agent because it has long been known to provide beneficial health effects in humans. In the application of LAB, cell viability is often decreased as influenced by the environment. Encapsulation technique is one of the cell protection techniques using coating material. Effective coating materials is required to produce optimal protection of LAB cells. In this study candidate of probiotic LAB (isolate US7) encapsulated with alginate-mung bean flour and alginate-gram flour with prebiotic inulin by extrusion techniques. Encapsulated LAB cell viability improved survival of cell up to CFU after 4 weeks of storage at 4°C. Beads were incubated in simulated liquid gastric acid (pH = 2) for 2 hrs and simulated intestinal fluid (pH = 6) for 3 hrs at 37 °C. The results showed that the encapsulated LAB cells maintained the survival rate at 97% with the number of cells 9.07 Log CFU in the simulated liquid gastric acid and then followed by releasing cells in simulated intestinal fluid. In general, this study indicates that encapsulation with alginate-mung bean flour and alginate-gram flour with inulin significantly successful protected probiotic bacteria against humans gastro-intestinal conditions.
DAFTAR ISI
1.3. Tujuan Penelitian 4
1.4. Manfaat 4
1.5. Hipotesis 4
BAB 2. Tinjauan Pustaka
2.1.Probiotik 5
2.2. Bakteri Asam Laktat (BAL) 5
2.3. Prebiotik 7
2.4. Sinbiotik 8
2.5. Enkapsulasi 9
2.5.1. Bahan Pengkapsul 10
2.5.1.1. Alginat 10
2.5.1.2. Susu Skim, Sodium Caseinate dan Whey 11 2.5.1.3. Kacang Hijau (Vigna radiata) 12
3.4. Prosedur Penelitian 16
3.4.1. Penyegaran Kultur BAL 16
3.4.2. Persiapan Kultur BAL 16
3.4.3. Seleksi BAL Potensial 16
3.4.4. Pembuatan Kurva Pertumbuhan 17 3.4.5. Enkapsulasi dan Pengeringan Sinbiotik dengan 18
Teknik Estruksi
3.4.7. Uji Ketahanan Sel Bebas dan Sinbiotik BAL 19 Terenkapsulasi dalam Kondisi Asam Lambung
Tiruan dan Kondisi Usus Tiruan
BAB 4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Pemeriksaan Kemurnian Kultur Bakteri Asam Laktat (BAL) 20 4.2. Seleksi BAL Potensial Sebagai Kandidat Probiotik 21 4.3. Kurva Pertumbuhan BAL petensial Isolat US7 23 4.4. Enkapsulasi dan Pengeringan Sinbotik BAL potensial 25 Isolat US7
4.5.Hasil Uji Viabilitas Sinbiotik BAL terenkapsulasi 26 4.6. Hasil Uji Ketahanan Sel Bebas dan Sinbiotik BAL 30 Terenkapsulasi dalam Kondisi Asam Lambung Tiruan
dan Kondisi Usus Tiruan
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan 33
5.2. Saran 33
Daftar Pustaka 34
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
1. Bakteri Asam Laktat (BAL) yang berasosiasi dengan 7 manusia
2. Karakteristik Kultur Bakteri Asam Laktat 20 3. Diameter zona hambat isolat BAL terhadap bakteri 22
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
1. Struktur Kimia Inulin 8
2. Monomer-monomer alginat 10
3. Ikatan monomer-monomer alginate 11
4. Kurva pertumbuhan US7 24
5.1. Manik-manik (beads) sinbiotik hasil enkapsulasi 25 metode ekstrusi dengan mikroskop stereo pencahayaan bawah 26 5.2. Manik-manik (beads) sinbiotik hasil enkapsulasi metode 26 ekstrusi dengan mikroskop stereo pencahayaan atas
6.1. Populasi bakteri probiotik US7 terenkapsulasi pada masa 29 simpan dan suhu penyimpanan 4 °C
6.2. Populasi bakteri probiotik US7 terenkapsulasi pada masa 29 simpan dan penyimpanan suhu ambien
7. Populasi bakteri probiotik US7 terenkapsulasi terhadap 32 Simulasi Asam Lambung Tiruan (SGJ) dan Simulasi
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran
1. Pewarnaan Kultur BAL 39
2. Uji Katalase 39
3. Seleksi BAL Potensial 40
4. Pembuatan Kurva Standar dan Kurva Pertumbuhan 41 5. Enkapsulasi dan Pengeringan Sinbiotik dengan teknik ekstrusi 43 6. Viabilitas Granul Kultur BAL Setelah Enkapsulasi 44 7. Uji Ketahanan Sel Bebas dan Sinbiotik Terenkapsulasi 45 Dalam Kondisi Asam Lambung Tiruan
