KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI
ASAM LAKTAT ISOLAT UM1 YANG DIENKAPSULASI
DENGAN ALGINAT, TEPUNG KACANG
ARAB DAN INULIN
SKRIPSI
RIA YELVI NINGSIH
110805046
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI
ASAM LAKTAT ISOLAT UM1 YANG DIENKAPSULASI
DENGAN ALGINAT, TEPUNG KACANG
ARAB DAN INULIN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains
RIA YELVI NINGSIH
110805046
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Karakterisasi Mikrokapsul Sinbiotik Bakteri Asam Laktat Isolat UM1 yang Dienkapsulasi dengan Alginant, Tepung Kacang Arab dan Inulin
Kategori : Skripsi
Nama : Ria Yelvi Ningsih
Nomor Induk Mahasiswa : 110805146
Program Studi : Sarajana (S1) Biologi
Departemen : Biologi
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, April 2016
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc Dr. It Jamilah, M. Sc
NIP. 196404091994031003 NIP. 196310121991032003
Disetujui Oleh
Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI ASAM LAKTAT ISOLAT UM1 YANG DIENKAPSULASI
DENGAN ALGINAT, TEPUNG KACANG ARAB DAN INULIN
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, April 2016
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi yang berjudul “Karakterisasi Mikrokapsul Sinbiotik Bakteri Asam Laktat Isolat UM1 yang Dienkapsulasi dengan Alginat, Tepung Kacang Arab
dan Inulin” dibuat sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Sains FMIPA, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Ucapan terima kasih terbesar pertama kali penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis, ayahanda dan ibunda tercinta Safri Z dan Asmawati atas segala kesabaran dan pengorbanan yang tak terkira kepada penulis baik moril maupun materil, dan untuk adik saya satu-satunya Anggi Apriwan beserta seluruh keluarga besar yang selalu memberikan do’a, dukungan, semangat, perhatian, pengorbanan dan kasih sayangnya yang besar kepada penulis.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc. selaku pembimbing 1 dan Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, 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 Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. dan Ibu Dr. Hesti Wahyuningsih, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan skripsi ini, serta kepada Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Kepala Departemen Biologi dan Ibu Dr. Erni Jumilawaty, M.Si selaku Dosen Penasehat Akademik, Ibu Rosalina, Bang Ewin, seluruh dosen dan staf pengajar di Departemen Biologi FMIPA USU yang telah membimbing dan membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Kak Nialusi Hutagaol (Biologi 2010) yang telah meberikan Isolat BAL UM1 kepada penulis. Terima kasih kepada Kementrian RISTEK dan Pendidikan Tinggi yang telah mendanai penelitian ini melalui PENELITIAN HIBAH BERSAING tahun anggaran 2013 atas nama Dr. It Jamilah, M.Sc, serta kepada Bu Nurhasni Muluk selaku Laboran Mikrobiologi yang telah banyak membantu dalam penyediaan alat, bahan serta fasilitas selama selama penulis melakukan penelitian di Laboratorium.
Lab. Mikrobiologi, Frico, Chandra, Steven, Boby, Aditiya, Zulfa, Ella, Icha, Ester, Rita, Dian, Agung dan Novita, rekan-rekan asisten Lab. Anatomi Morfologi Tumbuhan, adik-adik angkatan, 2012, 2013, dan 2014 dan semuanya yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu, terima kasih atas kerjasamanya selama di bangku perkuliahan.
Terima kasih pada rekan-rekan BFS, IPKB dan HIMABIO, karena telah memberikan ilmu yang sangat berharga, pengalaman berorganisasi, kebersamaan dan wadah bagi penulis untuk menempah diri menjadi pemimpin yang baik dan terus menularkan kreativitas.
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 Allah SWT membalas semua kebaikan kita dengan balasan yang setimpal. Amin Ya Rabbal Alamin.
Medan, April 2016
KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI ASAM LAKTAT ISOLAT UM1 YANG DIENKAPSULASI DENGAN
ALGINAT, TEPUNG KACANG ARAB DAN INULIN
ABSTRAK
Penambahan probiotik dalam berbagai produk makanan diketahui mampu memberikan manfaat kesehatan bagi konsumennya. Dalam aplikasi probiotik, viabilitas sel sering menurun karena dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu dan pH. Tujuan penelitian ini ialah untuk menjaga kelangsungan hidup bakteri asam laktat (BAL) isolat UM1 dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. Isolat UM1 dienkapsulasi dengan teknik ekstrusi dua lapis dengan bahan alginat, tepung kacang arab dan inulin sebagai prebiotik, kemudian dikeringkan dengan hot air oven pada suhu 40 oC. Mikrokapsul berbentuk bola (spherical), diameter berkisar 1,92±0,23 mm dan berwarna putih kecoklatan dengan viabilitas sel yaitu sebesar 90,86%. Viabilitas sel BAL terenkapsulasi mampu bertahan pada suhu 4 oC selama 4 minggu penyimpanan dengan jumlah sel sebesar 107 CFUg-1 (90,19%). Mikrokapsul sinbiotik diinkubasi dalam simulasi asam lambung (pH=2) selama 2 jam dan simulasi usus (pH=6,8) selama 3 jam pada suhu 37 oC. Isolat UM1 terenkapsulasi mampu mempertahankan viabilitasnya dalam simulasi asam lambung ±94%, selanjutnya mampu terlepas (release) dalam simulasi usus. Isolat UM1 terlepas dari mikrokapsul sebesar 40,44% di simulasi pH usus ikan pada menit ke-30, terus mengalami peningkatan mencapai 94,67% setelah 150 menit, dan setelah itu cenderung stabil sampai menit ke-300 (97,45%). Dengan demikian, mikrokapsul sinbiotik dalam penelitian ini memiliki kemampuan sebagai probiotik pada saluran pencernaan.
SYNBIOTIC MICROCAPSULES CHARACTERIZATION OF LACTID ACID BACTERIA ISOLATE UM1 ENKAPSULATED WITH
ALGINATES, ARABIC BEAN FLOUR AND INULIN
ABSTRACT
The addition of probiotics in various food products have been known to provide beneficial health for consumers. In the application of probiotics, its cell viability is often decreased as influenced by the environmental factors such as temperature and pH. The purpose of this research was to maintain the viability of lactic acid bacteria (LAB) isolate UM1 from unfavorable environmental conditions. UM1 was encapsulated by the double coating extrusion technique with alginate, arabic bean flour and inulin as prebiotic, then dried by hot air oven at 40 oC. The microcapsules were spherical in shape, diameter of 1.92±0.23 mm and brownish white colour, with cell viability was about 90.86%. LAB cell viability encapsulated were able to survive up to 107 CFUg-1 (90.19%) after 4 weeks of storage at 4 oC. Synbiotic microcapsules were incubated in simulated gastric acid liquid (pH=2) for 2 hours and simulated intestinal fluid (pH=6.8) for 3 hours at 37 °C. Encapsulated UM1 Isolate maintained cell viability in simulated gastric acid liquid ±94%, followed by releasing cells in simulated intestinal fluid. Isolate UM1 has been released from microcapsule after 30 minutes at simulated fish gut pH (pH=6.8) as much as 40.44%, continued to increase up to 94.67% after 150 minutes, and tend to be stable until 300 minutes (97.45%). Therefore, synbiotic microcapsules in this study has the ability as a probiotic in the gastrointestinal.
4.3. Uji Viabilitas Mikrokapsul Selama Masa Penyimpanan 21 4.4. Uji Ketahanan Sel Bebas dan Sinbiotik Terenkapsulasi 23 dalam Simulasi pH Saluran Pencernaan Ikan
4.5. Analisis Kecepatan Pelepasan Sel Probiotik dari Mikrokapsul 25
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan 26
5.2. Saran 26
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Judul Halaman
1. Cara pembentukan tetesan mikrokapsul (a) dengan pipet atau vibrating nozzle, (b) tetesan dijatuhkan ke dalam larutan CaCl2 0,05-1,5 M, (c) dengan atomizing disk, (d) aliran udara coaxial, dan (e) elektrostatik potential
12
2. a) Mikrokapsul sinbiotik dengan mikroskop stereo pencahayaan bawah dan b) Mikrokapsul sinbiotik hasil enkapsulasi dengan mikroskop stereo pencahayaan atas
18
3. Grafik hubungan viabilitas bakteri probiotik terenkapsulasi dengan lama pengeringan
19
4. Grafik populasi bakteri probiotik terenkapsulasi selama penyimpanan
21
5. Penurunan jumlah bakteri asam laktat UM1 selama inkubasi pada pH 2 selama 2 jam dan pH 6,8 selama 3 jam (a) sel bebas dan (b) sel terenkapsulasi
23
6. Grafik kecepatan pelepasan (release) sel bakteri asam laktat UM1 terenkapsulasi
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lamp
Judul Halaman
1. Enkapsulasi dan pengeringan sinbiotik dengan teknik ekstrusi
32
2. Viabilitas BAL UM1 setelah enkapsulasi 33
3. Uji ketahanan sel bebas dan sinbiotik terenkapsulasi dalam kondisi asam lambung tiruan
