analisa data response surface methodology pada
TRANSCRIPT
i
LAPORAN
PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)
ANALISA DATA RESPONSE SURFACE METHODOLOGY PADA
PENGEMBANGAN GRANUL PROBIOTIK LACTOBACILLUS
CASEI
Tim Pengusul :
Ketua Peneliti : Dra. Sri Nevi Gantini, M.Si NIDN 0303116401
Anggota Peneliti: Ari Widayanti, M. Farm., Apt . NIDN 0328017603
Nomor Surat Kontrak Penelitian : 330/F.03.07/2018
Nilai Kontrak : Rp. 13.000.000,-
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS FARMASI DAN SAINS
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA
TAHUN 2018
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Penelitian : Analisa data response surface
methodology pada pengembangan granul
probiotik lactobacillus casei
Ketua Peneliti :
a. Nama Lengkap : Dra. Sri Nevi Gantini, M.Si.
b. NPD/NIDN : 0306116401
c. Jabatan Fungsional : Lektor
d. Fakultas/ Program Studi : Farmasi
e. HP/ Tlp : 08131526121
f. Alamat email : [email protected]
Anggota Peneliti 1
a. Nama Lengkap : Ari Widayanti, M.Farm., Apt
b. NPD/ NIDN : 0328017603
c. Fakultas/ Program Studi : Farmasi
Lama Penelitian : 6 bulan
Luaran Penelitian : Jurnal Nasional
Biaya yang diusulkan : Rp. 13.000.000,-
Biaya yang disetujui : Rp. 13.000.000,-
Mengetahui, Jakarta, 7 Februari 2019
iii
iv
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i
SURAT PERJANJIAN KONTRAK KERJA PENELITIAN ………………… ii
DAFTAR ISI................................................................................................... iii
IDENTITAS USULAN PENELITIAN ................................................................ iv
RINGKASAN ......................................................................................................... v
BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 4
BAB 3 METODE PENELITIAN .......................................................................... 8
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………………. 27
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………………… 28
BAB 6 LUARAN YANG DICAPAI ………………………………………………. 29
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 30
LAMPIRAN
vi
IDENTITAS USULAN PENELITIAN
1. Judul Penelitian : ANALISA DATA RESPONSE SURFACE
METHODOLOGY PADA PENGEMBANGAN GRANUL PROBIOTIK
LACTOBACILLUS CASEI
2. Tim Peneliti :
NO NAMA JABATAN BIDANG
KEAHLIAN
INSTANSI
ASAL
ALOKASI
WAKTU
(Jam/Minggu)
1. Dra. Sri Nevi Gantini, M.
Si.,
KETUA Statistika UHAMKA 10
2 Ari Widayanti, M. Farm.,
Apt.
Anggota Teknologi
Farmasi
UHAMKA 8
3. Objek Penelitian : Pengembangan sediaan Granul Probiotik dengan
metode optimasi suhu secara Response Surface metodology
4. Masa Pelaksanaan Mulai bulan : Agustus tahun : 2018
Berakhir bulan : Februari tahun : 2019
5. Usulan biaya Lembaga Penelitian UHAMKA: Rp. 13.000.000,00
6. Lokasi Penelitian : Laboratorium Teknologi Farmasi UHAMKA, Jakarta dan
LIPI Cibinong , Bogor
7. Instansi lain yang terlibat : -
8. Temuan yang ditargetkan : mendapatkan produk granul probiotik untuk
kesehatan
9. Kontribusi mendasar pada suatu bidang ilmu : melalui penelitian ini,
diharapkan diperoleh produk baru dalam sediaangranul yang mempunyai aktivitas
yang baik untuk kesehatan
10. Jurnal ilmiah yang menjadi sasaran : Farmasains UHAMKA
11. Rencana luaran HKI, buku, purwarupa, tahun rencana perolehan atau
penyelesaian: 2019
vii
RINGKASAN
Lactobacillus casei merupakan bakteri probiotik yang memiliki peranan penting
dalam menjaga kesehatan tubuh, namun pemanfaatannya dalam sediaan cair
masih terkendala umur simpan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh suhu dan waktu pengeringan granul probiotik terhadap sifat fisik granul
dan viabilitas bakteri menggunakan metode granulasi basah. Penelitian ini diawali
dengan pemanenan bakteri menggunakan sentrifuge, kemudian bakteri
dienkapsulasi menggunakan pengikat alginat 2% dilanjutkan dengan pembuatan
granul dengan pengisi manitol sebanyak 13 formula uji, kemudian dilanjutkan
dengan mengeringkan granul pada variasi suhu dan waktu yang telah dirancang
oleh central composite design. Berdasarkan hasil keseluruhan uji terhadap
persyaratan sifat fisik, dalam hal ini adalah kompresibilitas dan viabilitas bakteri
seluruh granul probiotik, maka optimasi suhu dan waktu pengeringan pada
granulasi basah probiotik Lactobacillus casei yang digranulasikan pada manitol
dengan Response Surface Methodology adalah 45°C selama 2 jam, yang sesuai
dengan klaim produk probiotik berdasarkan WHO/FAO (10 6
- 107
cfu/g ).
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Probiotik berasal dari bahasa Yunani yang berarti untuk kehidupan.
Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang dapat memperbaiki kesehatan inang
apabila dikonsumsi dalam jumlah yang tepat (Sanders, 2000; Schrezenmeir dan De
Vrese, 2001). Probiotik telah banyak dipergunakan sebagai pemacu pertumbuhan.
Probiotik dapat meningkatkan kesehatan individu dan probiotik tidak
menimbulkan residu dan resistensi. Probiotik dapat mengandung satu atau beberapa
strain mikroorganisme dan dapat diberikan dalam bentuk cairan, tepung, tablet atau
pasta, baik secara langsung peroral atau dicampur dalam pakan atau air minum.
Probiotik dapat mempertahankan keseimbangan mikroorganisme menguntungkan dan
mengeleminasi mikroorganisme patogen (Lopez, 2000; Pascual et al, 1999).
Lactobacillus casei adalah spesies yang mudah beradaptasi, tumbuh pada
temperatur 15° - 41°C dan pH lebih besar dari 3,5 (optimum 6,8). Lactobacillus casei
strain shirota tumbuh baik pada pH di atas 3,5 (optimum 6,8) (Widodo, 2003).
Fermentasi dengan suhu 37°C dan waktu inkubasi 24 jam adalah kondisi fermentasi
yang lebih baik bagi bakteri untuk bekerja dibandingkan fermentasi suhu 42ºC selama
8 jam (Elok et al. 2005). Lactobacillus casei tidak akan aktif atau dormant pada suhu
dingin atau pada suhu -18°C, pada saat mencapai suhu tubuh bakteri akan aktif
kembali. Tiap-tiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan maksimal, minimal
dan optimal yaitu suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan perbanyakan diri
tercepat. Kebanyakan bakteri dalam kultur laktat mempunyai suhu optimum 30°C,
tetapi beberapa kultur dapat membentuk asam dengan kecepatan yang sama pada
suhu 37°C maupun 30°C. Mengingat pentingnya bakteri Lactobacillus casei
maka pemanfaatan secara maksimal dapat dilakukan dengan menggranulasikan
bakteri dalam bentuk granul. Granul merupakan gumpalan partikel-partikel yang
lebih kecil umumnya berbentuk tidak merata dan seperti partikel tunggal yang lebih
besar. Umumnya granul dibuat dengan metode granulasi basah dan granulasi kering.
Metode granulasi basah yaitu proses pencampuran partikel zat aktif dan eksipien
menjadi partikel yang lebih besar dengan menambahkan cairan pengikat dalam
jumlah yang tepat sehingga terjadi massa lembab yang dapat digranulasi. Keuntungan
dari metode granulasi basah, yaitu: memperoleh aliran yang baik, meningkatkan
1
kompresibilitas, mengontrol pelepasan, mencegah pemisahan komponen campuran
selama proses, distribusi keseragaman kandungan, dan meningkatkan kecepatan
disolusi. Bahan pengisi yang biasa digunakan antara lain laktosa, manitol, dekstrosa,
amilum, sukrosa dan mikrokristal (Lachman et al, 1994). Manitol secara umum
digunakan sebagai bahan tambahan pada pembuatan tablet kunyah karena dingin,
manis dan enak di mulut. Manitol dengan rumus kimia C6H14O6 atau D-mannitol;
1,2,3,4,5,6-hexane hexol merupakan monosakarida poliol. Manitol berbentuk kristal
berwarna putih, tidak berbau, larut dalam air, berasa manis dengan tingkat
kemanisan relatif sebesar 0,5 sampai dengan 0,7 kali tingkat kemanisan sukrosa.
Nilai kalori manitol sebesar 1,6 kkal/g atau 6,69 kJ/g (INS no.421). Manitol bersifat
tidak higroskopis, larut dalam air,nonkariogenik, nilai kalori rendah dan memiliki rasa
manis dan dingin (Siregar,2010) . Manitol digunakan pada aplikasi sediaan tablet
kempa langsung, granul kering dan granul basah. Enkapsulasi adalah suatu proses
pembungkusan (coating) suatu bahan inti, dalam hal ini adalah bakteri probiotik
sebagai bahan inti dengan menggunakan bahan enkapsulasi tertentu, yang bermanfaat
untuk mempertahankan viabilitasnya dan melindungi probiotik dari kerusakan akibat
kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. (Salminen et al,1998) menjelaskan
pentingnya viabilitas probiotik, yaitu preparasi mikroba hidup yang bermanfaat bagi
kesehatan. Jumlah mikroba hidup harus cukup untuk memberikan efek positif bagi
kesehatan dan mampu berkolonisasi sehingga dapat mencapai jumlah yang diperlukan
selama waktu tertentu. Biopolimer yang paling sering digunakan untuk
enkapsulasi bakteri probiotik adalah alginat. Keuntungan penggunaan alginat sebagai
bahan pengkapsul adalah tidak toksik (Kailasapthy, 2002). Viabilitas L. casei juga
meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi alginat (Mandal et al. 2006) .
Berdasarkan latar belakang tersebut, perlu dilakukan pemanfaatan bakteri
Lactobacillus casei secara optimal. Kondisi operasi optimum dalam pembuatan
granul Lactobacillus casei dapat ditentukan dengan metode Response Surface
Methodology (RSM). Dengan metode ini dapat diketahui bagaimana kombinasi suhu
dan waktu yang cukup baik untuk mendapatkan granul Lactobacillus casei dengan
perolehan hasil yield yang baik. Maka tujuan penelitian ini adalah untuk melihat
pengaruh suhu dan waktu pengeringan pada granulasi basah probiotik Lactobacillus
casei yang digranulasi pada manitol.
2
1.2. Tujuan Khusus dan Manfaat Riset
Merancang suatu formula granul probioik secara data statistic response surface yang
memenuhi persyaratan secara farmasetika dan memenuhi syarat BAL;
1.3. Urgensi (Keutamaan) Riset
Lactobacillus casei adalah salah satu bakteri yang memiliki keterbatasan
dalam menghadapi kondisi suhu yang terlalu tinggi, karena bakteri Lactobacillus
casei termasuk dalam bakteri mesofil yang hanya tahan pada suhu antara 15oC - 41
oC.
Oleh karena itu, penggranulasian bakteri dalam manitol pada granulasi basah
dengan variasi suhu pengeringan granul yang berbeda-beda perlu dilakukan guna
melihat viabilitas bakteri tersebut. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat
meningkatkan pemanfaatan bakteri Lactobacillus casei dengan penggunaan
biopolimer alginat serta memberikan wawasan tentang formulasi sediaan dengan
bahan aktif bakteri.
3
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lactobacillus casei
Lactobacillus casei adalah bakteri Gram-positif, anaerob, tidak memiliki alat gerak,
tidak menghasilkan spora, berbentuk batang dan menjadi salah satu bakteri yang
berperan penting. Lactobacillus adalah bakteri yang bisa memecah protein,
karbohidrat, dan lemak dalam makanan, dan menolong penyerapan elemen
penting dan nutrisi seperti mineral, asam amino, dan vitamin yang dibutuhkan
manusia dan hewan untuk bertahan hidup (Damika 2006).
a. Manfaat Lactobacillus casei
Menurut Margawani (1995) bakteri Lactobacillus casei Shirota mampu bertahan
dalam cairan empedu sehingga mampu bertahan hidup hingga usus halus.
Peranan lain terhadap kesehatan manusia adalah untuk memperbaiki penyerapan
kalsium pada usus, penyerapan bahan karsinogenik, membunuh bakteri patogen,
melancarkan buang air besar, dan bersifat anti tumor. Hal ini didukung pula oleh
(Untari 2010) pemberian minuman probiotik yang mengandung bakteri
Lactobacillus casei strain shirota meningkatkan frekuensi defekasi, menurunkan
skor tingkat kesulitan defekasi dan memperbaiki konsistensi feses.
Menghambat hiperplasia pada kelenjar prostat melalui peningkatan sistem imun
setelah penambahan bakteri probiotik pada tubuh serta melalui bahan antiproliferasi
yang terdapat pada sel bakteri (Febriandy 2011).
2. Bakteri Asam Laktat
Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri gram positif berbentuk kokus
atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 400C, pada umumnya tidak
motil, bersifat anaerob, katalase negatif dan oksidase positif, dengan asam laktat
sebagai produk utama fermentasi karbohidrat. Sifat-sifat khusus bakteri asam
laktat adalah mampu tumbuh pada kadar gula, alkohol, dan garam yang tinggi,
mampu memfermentasikan monosakarida dan disakarida (Syahrurahman,
1994). Bakteri asam laktat dalam produk fermentasi mempunyai berbagai manfaat
untuk kesehatan. Salah satu mekanismenya adalah sebagai probiotik yang dapat
menekan pertumbuhan bakteri penyebab penyakit saluran pencernaan, karena bakteri
4
asam laktat mampu memproduksi senyawa antimikroba, antara lain bakteriosin,
hidrogen peroksida, dan berbagai antibiotik (Hidayat et al. 2006)
3. Probiotik
Probiotik adalah mikroba hidup yang menempel pada dinding usus dan bersifat
menguntungkan bagi kesehatan inangnya (Salminen et al. 1998), Bakteri probiotik
menurut Food and Agriculture Organization (FAO) adalah mikroorganisme hidup
yang bila diberikan dalam jumlah yang cukup akan memberikan manfaat kesehatan
bagi penggunanya.
4. Granulasi Basah
Granulasi adalah proses membesar ukuran partikel kecil yang dikumpulkan bersama-
sama menjadi agregat (gumpalan) yang lebih besar, secara fisik lebih kuat, dan
partikel orisinil masih teridentifikasi dan membuat agregat mengalir bebas.
6. Viabilitas Bakteri Lactobacillus casei
Pengukuran kuantitatif populasi mikroba sering kali amat diperlukan didalam
berbagai macam penelaahan mikrobiologis. Pada hakikatnya terdapat 2 macam
pengukuran dasar, yaitu penentuan jumlah sel dan penentuan massa sel. Pengukuran
jumlah sel biasanya dilakukan bagi organisme bersel tunggal misalnya; bakteri
(Hadioetomo 1993). Metode hitung cawan didasarkan pada anggapan bahwa setiap
sel yang dapat hidup akan berkembang menjadi satu koloni. Jadi jumlah koloni yang
muncul pada cawan merupakan suatu indeks bagi jumlah organisme yang dapat hidup
yang terkandung dalam sampel. Untuk memenuhi persyaratan statistik, cawan yang
dipilih untuk perhitungan koloni ialah yang mengandung antara 30 sampai
300 koloni (Hadioetomo 1993). Perhitungan jumlah koloni dilakukan dengan
hitungan cawan (Total Plate Counts) berdasarkan pertumbuhan dapat dilihat
langsung tanpa mikroskop (Fardiaz 1989). Dengan metode TPC jumlah koloni
dihitung sebagai berikut : Koloni per ml atau per gram = jumlah koloni per cawan x
1/FP (faktor pengenceran) Selanjutnya cawan petri yang dipilih dan dihitung
mengandung jumlah koloni antara 30-300 (Permana dan Kusmiati, 2007)
7. Monografi Bahan
a. Manitol
Manitol mengandung tidak kurang dari 98,0 % dan tidak lebih dari 102,0%
C6H14O6 dihitung terhadap zat yang telah dikeringkan (Departemen Kesehatan
RI 1995). Pemerian : Bentuk serbuk hablur atau granul mengalir bebas, putih, tidak
berbau, rasa manis (Departemen Kesehatan RI 1995). Kelarutan : Manitol mudah
larut dalam air, larut dalam larutan basa, sukar larut dalam piridina, sangat sukar larut
dalam etanol (95%), praktis tidak larut dalam eter (Departemen Kesehatan RI 1995).
Aplikasi : Manitol digunakan pada formulasi farmasetik dan produk makanan. Pada
sediaan farmasetik terutama digunakan sebagai pengisi pada formulasi tablet
dengan kadar 10-90% (Wade dan Paul, 1994).
b. Natrium alginat
Enkapsulasi probiotik biasa dilakukan dalam sistem polimer yang bersifat lembut
dan tidak beracun (food grade). Polimer yang biasa digunakan dalam proses
enkapsulasi bakteri probiotik adalah polisakarida yang diekstrak dari rumput
laut (karagenan dan alginat), secara luas telah digunakan untuk enkapsulasi
probiotik skala laboratorium (Rokka dan Rantamaki, 2010).
8. Metode Respon Permukaan
Metode Respon Permukaan (Response Surface Methodology = RSM) adalah
kumpulan teknik matematik dan statisktik, digunakan untuk pemodelan dan analisis
permasalahan pada respon yang dipengaruhi oleh beberapa variabel dan bertujuan
memperoleh optimasi respon (Montgomery 2001). RSM digunakan untuk
mengembangkan, meningkatkan dan mengoptimasi proses. RSM merupakan teknik
statistik digunakan untuk penelitian yang mempunyai proses komplek dan
dipergunakan secara luas dalam penelitian teknik kimia atau teknologi pangan.
Response Surface Methodology (RSM) sebagai suatu metode gabungan antara teknik
matematik dan statistik, digunakan untuk membuat model dan menganalisis
suatu respon y yang dipengaruhi oleh beberapa variabel bebas/faktor x guna
mengoptimalkan respon tersebut (Box et al. 1978).
Teknik statistika digunakan dalam RSM meliputi: (a) perancangan desain percobaan
(Design of Experimental) yang menyediakan perhitungan akurat, (b) pembuatan
model matematika, (c) penentuan nilai optimum dari variabel bebas. Kurva respon
surface dan contour plot digunakan untuk mempresentasikan pengaruh variabel
terhadap hasil yang diperoleh. Koefisien-koefisien pada model empirik diestimasi
dengan menggunakan analisis regresi multiarah. Kesesuaian model empirik dengan
data eksperimental dapat ditentukan dari koefisien determinasi (R2). Untuk menguji
signifikan atau tidaknya model empirik yang dihasilkan, dilakukan Analysis of
Variance (Anova) (Montgomery 2001).
2.7. Road Map Penelitian
PEN
ELIT
IAN
- Uji BAL - Uji efektivitas
Bakteri - Uji Keamanan
pangan 2019-2020
- Pembenihan
Lactobacillus
- Enkapsulasi Bakteri
- Formulasi Granul
2018-2019
W A K T U
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alur Penelitian
PENELITIAN Penelitian saat ini
TERDAHULU----------------------------------------------------------------------
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
Alat penelitian:
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : kompor listrik, batang
pengaduk, gelas ukur, oven, inkubator, timbangan analitik dengan ketelitian
0,0001g (Adventurer Ohaus), ayakan bertingkat (Bunsekifurui), pengayak no.12
dan no.18, granul flow tester, cawan Petri, labu Erlenmeyer, tabung reaksi, rak
tabung, alat penghomogen (vortex), autoklaf (Hiclave HVE-50), Tapped density
Tester , Laminar Air Flow, portable rotary shaker (Eyela).
Bahan penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah, bakteri Lactobacillus
casei, manitol, medium deMan Rogosa Sharpe Agar (MRSA), sukrosa, natrium
alginat.
3.3. Cara Penelitian
Penyediaan bahan
Bakteri Lactobacillus casei yang digunakan diperoleh dari Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong-Jawa Barat .Bahan pengisi yang
digunakan yaitu manitol, bahan pengikat yaitu natrium alginat dalam satu
formula, medium deMann Rogosa Sharpe Broth (MRSB). Medium yang
digunakan untuk uji viabilitas bakteri Lactobacillus casei adalah medium deMann
Rogosa Sharpe Agar (MRSA).
Pembenihan
Lactobacillus casei
Enkapsulasi Bakteri
dengan NAtrium Alginat
Pemanenan Bakteri
Lactobacillus Casei Formulasi granul
Probiotik
Produk probiotik yang
memenuhi syarat
farmasetis dan aman
digunakan
b. Pembuatan medium kultivasi
Sukrosa dilarutkan ke dalam air, kemudian disterilisasi menggunakan autoklaf
pada suhu 121°C selama 15 menit.
c. Persiapan inokulum
Inokulum (kultur bibit) dibuat dengan menginokulasi suspensi L.casei (10%
v/v) kedalam 30 ml medium MRSB steril dalam labu Erlenmeyer 100 ml
dilakukan pada suhu kamar dengan agitasi 125 rpm selama 48 jam.
d. Produksi biomassa bakteri
Produksi biomassa bakteri L. casei dilakukan menggunakan labu Erlenmeyer
1 liter berisi 300 ml medium sukrosa. Inokulasi dilakukan dengan memasukkan 30
ml inokulum (kultur bibit) ke dalamnya, dilanjutkan inkubasi pada suhu kamar
dengan agitasi 125 rpm selama 24 jam. Setelah dicapai waktu inkubasi selama 24
jam, dilakukan pemanenan dan pemisahan biomassa menggunakan setrifugasi
pada kecepatan 4000 rpm dalam waktu 20 menit.
e. Penghitungan jumlah enkapsulasi bakteri L. casei kering
Biomassa L. casei hasil oven dihitung jumlah selnya dengan metode TPC.
Sejumlah 1,0 gram L. casei kering dimasukkan ke dalam 9 ml akuades steril untuk
mendapatkan pengenceran 10-1
. Selanjutnya dilakukan pengenceran berseri
hingga mendapatkan pengenceran 10-4
, 10-5
, dan 10-6
. Masing-masing dari tiga
pengenceran tersebut sebanyak 100 µl dipipet ke dalam cawan petri steril,
kemudian ditambahkan media MRSA sebanyak 15 ml pada masing-masing
cawan. Homogenisasi dilakukan dengan menggerakkan cawan petri membentuk
angka delapan. Setelah agar dalam cawan membeku, cawan diinkubasi pada suhu
37°C dengan posisi terbalik selama 24 jam. Setelah itu dicatat perhitungan secara
manual jumlah koloni pada masing-masing cawan petri dan dilanjutkan dengan
perhitungan angka lempeng total (ALT) bakteri. Kemudian dilanjutkan dengan
perhitungan rata-rata jumlah bakteri .
f. Formulasi granul
Tabel 3.Formulasi granul Lactobacillus casei dibuat dalam satu formula
Bahan Formula Fungsi
Bakteri Lactobacillus casei 3% Zat aktif Natrium Alginate 43.33% Pengikat Manitol ad 100% Pengisi
g. Pembuatan granul
Bahan yang akan digunakan ditimbang terlebih dahulu. Natrium alginat
dibuat dengan cara: air dipanaskan sampai mendidih, kemudian bahan pengikat
dimasukkan dan diaduk sampai terbentuk mucilago. Kemudian bakteri yang telah
dipanen dimasukkan ke dalam mucilago dan dimasukkan ke dalam inkubator
selama beberapa menit untuk penyesuaian suhu, lalu ditambahkan manitol, diaduk
sampai homogen dan terbentuk massa dapat dikepal (banana breaking). Massa
tersebut kemudian diayak dengan ayakan no.12 dan ditimbang. Setelah granul
diayak kemudian granul dikeringkan dalam oven sesuai suhu dan waktu yang
ditetapkan dalam central composite design (CCD) pembuatan granul. Granul yang
sudah kering kemudian ditimbang kembali dan diayak dengan pengayak no. 18.
h. Rancangan Percobaan dan Optimasi Response Surface Methodology
(RSM)
Response Surface Methodology (RSM) adalah suatu metode statistik untuk
perancangan percobaan, pemodelan matematik, optimasi dan analisis statistik
dalam penelitian. Dengan menggunakan RSM, sebuah persamaan polinomial
kuadratik dikembangkan untuk memperkirakan hasil percobaan sebagai fungsi
dari interaksi antara variabel bebas
Tabel 4. Rentang dan level variabel bebas optimasi granul Lactobacillus casei
Variabel
Rentang dan level variabel
bebas Star point Low level Center level High level Star point (-α) (-1) (0) (+1) (+α)
Suhu (°C) 42,93 45 50 55 57,07
Waktu (Jam) 1,59 2 3 4 4,41
Tabel 5. Desain 2 variabel central composite design pembuatan granul
Lactobacillus casei Coded Factor Uncoded Factor response 1 response 2
Run Suhu Waktu Suhu Waktu viabilitas kompresibilitas
(°C) (jam) (°C) (jam) ( cfu/g) (%)
1 -1 1 45 4 5,70 6,66 2 0 0 50 3 5,77 7,93
3 -1 -1 45 2 7,90 9,67 4 1 -1 55 2 5,74 10,93
5 0 0 50 3 5,77 7,93 6 0 0 50 3 5,77 7,93
7 0 0 50 3 5,77 7,93 8 0 - α 50 1,59 7,50 10
9 1 1 55 4 4,84 7,93 10 0 0 50 3 5,77 7,93
11 0 + α 50 4,41 5,23 9,09 12 + α 0 57,07 3 5,14 11,94
13 - α 0 42,93 3 5,26 14,28
i. Pembuatan medium MRSA (deMan Ragosa Sharpe Agar)
Sebanyak 62,0 gram MRSA dicampurkan dalam labu Erlenmeyer yang berisi
1000 ml air diaduk sampai tercampur rata, dipanaskan agar homogen. Media
kemudian disterilkan di dalam autoklaf pada suhu 121°C selama 15 menit.
Medium MRSA disimpan dalam refrigerator (4-7°C) bila tidak segera digunakan
dan dipanaskan kembali dalam waterbath (±70°C) apabila akan digunakan.
j. Perhitungan jumlah bakteri Lactobacillus casei dalam granul dengan
metode Total Plate Count (TPC)
Alat dan bahan yang akan digunakan dipersiapkan. Meja kerja dan tangan
disemprot dengan alkohol 70%. kemudian cawan Petri, tabung reaksi, pipet ukur
dibungkus dengan kertas buram, (tabung reaksi masing-masing diisi 9 ml
aquadest steril dan lubang reaksi ditutup dengan kapas). Media tumbuh untuk
bakteri Lactobacillus casei yang digunakan adalah deMan Rogosa Sharpe agar
(MRSA). Sampel granul Lactobacillus casei ditimbang sebanyak 1,0 gram
dimasukkan dalam 9 ml akuadest steril untuk mendapatkan pengenceran 10-1.
Pengenceran dilanjutkan dengan cara yang sama untuk mendapatkan pengenceran
10-2
hingga pengenceran 10-6
. Sebanyak 100 µl dari pengenceran 10-4
sampai 10-6
dipipet ke dalam cawan Petri steril yang telah berisi media MRSA sebanyak 15 ml
pada masing-masing cawan. Homogenisasi dilakukan dengan menggerakkan
cawan petri membentuk angka delapan. Setelah agar dalam cawan membeku,
cawan di inkubasi dengan posisi terbalik pada suhu 37°C selama 24 jam (BSN
2009). Selanjutnya dicatat jumlah koloni bakteri dalam cawan petri secara manual
kemudian dilanjutkan dengan perhitungan angka lempeng total (ALT) dan
dihitung rata-ratanya.
Menurut laporan para ahli dari PBB Organisasi Pangan dan Pertanian (FAO)
dan WHO, produk olahan probiotik didalamnya harus mengandung setidaknya 10-
6 – 10
-7 cfu bakteri hidup per gram dari produk probiotik (FAO/WHO, 2001).
k. Evaluasi granul
1) Distribusi Ukuran Granul
2) Uji Waktu Alir
3) Uji Sudut Diam
4) Uji Kompresibilitas
C. Analisis Data
Kurva tiga dimensi (Three dimensional response surface and contour plot)
digunakan untuk menguji kebenaran pengaruh variabel percobaan pada tiap-tiap
respon hasil yang diperoleh. Koefisien-koefisien pada model empirik diestimasi
dengan menggunakan analisis regresi multiarah. Kesesuaian model empirik
dengan data eksperimen dapat ditentukan dari koefisien determinasi (R2). Untuk
menguji signifikan atau tidaknya model empirik yang dihasilkan maka dilakukan
Analysis of Variance (Anova).
Hasil analisis RMS akan mendapatkan kondisi optimal tiap faktor yang diuji.
Tahapan selanjutnya adalah melakukan pembuatan granul dengan kondisi optimal
hasil RSM, untuk menguji hasil apakah model matematik (RSM) yang merupakan
titik-titik optimal dengan menghasilkan granul Lactobacillus casei terbaik
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Produksi biomassa bakteri Lactobacillus casei
Produksi biomassa bakteri dilakukan dengan terlebih dahulu membuat
biakan starter bakteri dengan cara menginokulasi isolat bakteri kedalam medium
cair deMan Rogosa Shape Broth (MRSB) sebanyak 30 ml dan diinkubasi pada
suhu kamar selama 48 jam dengan agitasi 125 rpm. Starter bakteri kemudian
dimasukkan ke dalam 300 ml medium sukrosa 30% di atas. Pemanenan bakteri
dilakukan setelah 24 jam menggunakan sentrifuge, sehingga didapatkan pellete
bakteri.
B. Hasil perhitungan bakteri setelah pemanenan
Bakteri yang telah dibiakkan dalam sukrosa selama 24 jam dan dipisahkan
dari supernatannya, kemudian dihitung guna mengetahui jumlah sel bakteri yang
didapat pasca pemanenan. Adapun metode yang digunakan untuk menghitung sel
bakteri adalah metode kamar hitung, menggunakan alat haemositometer. Bakteri
yang didapat dari 1000 ml sukrosa sebanyak 4,8.1011
cfu/ml.
perhitungan
dilakukan dengan memasukkan 10 µl bakteri ke dalam 10 ml akuades steril.
C. Optimasi suhu dan waktu pengeringan granul probiotik
Kondisi optimasi yang dicobakan adalah suhu (40, 45, 50, 55, dan 60°C) dan waktu
pengeringan (1, 2, 3, 4, dan 5 jam). Sebanyak 13 unit percobaan, yang terdiri dari 4
unit faktorial, 4 unit starting point, dan 5 unit center point telah dilakukan
menggunakan rancangan percobaan Central Compsite Design (CCD). Hasil respon
berupa viabilitas dan % kompresibilitas disajikan pada tabel 6.
Tabel 6. Hasil viabilitas dan persen kompresibilitas dari optimasi suhu dan
waktu pengeringan granul probiotik
No Rancangan Level faktor yang Responpercobaan tidak dikodekan
Suhu Waktu viaBAL Kompresibilitas (°C) (jam) (cfu/g) (%)
1 Faktorial 45 2 7,90 9,67 2 55 2 5,74 10,93
3 45 4 5,70 6,66
4 55 4 4,84 7,93
5 Starting point 42,93 3 5,26 14,28
6 50 1,59 7,5 10 7 50 4,41 5,23 9,09
8 57,07 3 5,14 11,94
9 Center ponit 50 3 5,77 7,93
10 50 3 5,77 7,93
11 50 3 5,77 7,93
12 50 3 5,77 7,93
13 50 3 5,77 7,93
D. Optimasi dengan Metode Respon Permukaan
Optimasi dilakukan dengan pendekatan Central Copmosite Design (CCD)
yang merupakan salah satu desain dalam metode respon permukaan Respon
Surface Methodology (RSM). Metode CCD dilakukan terhadap data viabilitas
bakteri dan persen kompresibilitas granul.
1. Analisis terhadap viabilitas bakteri granul probiotik
Analisis pemilihan model dilakukan berdasarkan jumlah kuadrat dari urutan
model (sequential model sum of square), pengujian ketidakcocokan model (lack
of fit test) dan ringkasan model secara statistik. Model yang mungkin terpilih dari
metode respon permukaan adalah linier, 2FI (interaksi 2 faktor), kuadratik, dan
kubik.
a. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan model
Model terpilih berdasarkan uraian jumlah kuadrat adalah urutan polinomial
dengan nilai tertinggi. Syarat model yang diterima bernilai nyata (p<5%), hasilnya
dapat dilihat pada tabel 7 dibawah ini.
Tabel 7. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan
model pada respon viabilitas bakteri granil probiotik
Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Hitung P>F
Mean vs Total 446, 18 1 446,18
Linear vs Mean 6,25 2 3,12 10,42 0,0036 Suggested 2FI vs Linear 0,42 1 0,42 1,48 0,2553
Kuadratik vs 2FI 1,42 2 0,71 4,31 0,0604 Suggested
Kubik vs Kuadratik Residual
1,02
0,14
2
5
0,51
0,028
18,45 0,0049 Aliased
Total 455,43 13 35,03
Berdasarkan tabel 7 di atas, dapat diketahui bahwa model terpilih untuk dapat
menjelaskan pengaruh variabel percobaan (suhu dan waktu pengeringan granul
probiotik) terhadap respon viabilitas bakteri adalah model Linear vs Mean dan
Kuadratik vs 2FI. Untuk model Linear vs Mean nilai P kurang dari 5%, sehingga
disarankan untuk digunakan dalam optimasi respon yang dimaksud. Akan tetapi
untuk model Kuadratik vs 2FI nilai P sebesar 0,0604, yang artinya model tersebut
kurang berpengaruh nyata untuk dapat menjelaskan respon yang dimaksud.
Namun disarankan untuk digunakan.
b. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model
Pada pemilihan model ini, dianggap tepat apabila ketidakcocokan model
berpengaruh tidak nyata dan model tersebut berstatus Suggested. Hasil pemilihan
model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model disajikan pada tabel 8.
Tabel 8. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model
pada respon viabilitas bakteri granul probiotik
Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Tengah hitung P>F
Linear 3,00 6 0,50
2FI 2,58 5 0,52
Kuadratik 1,15 3 0,38
Kubik 0,14 1 0,14
Pure Error 0,000 4 0,000
Dari tabel 8 di atas terlihat bahwa tidak ada model yng disarankan yang
berarti ketidakcocokan semua model berpengaruh nyata pada respon
c. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik
Proses pemilihan model ini berdasarkan ringkasan model secara statistik.
Parameter statistik yang digunakan untuk memilih model yang tepat difokuskan
pada akar R-kuadrat dan prediksi R-kuadrat terendah. Hasil pemilihan model
berdasarkan ringkasan model secara statistik dpat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik pada
respon viabilitas bakteri granul probiotik
Sumber Standar R- Penyesuaian Prediksi PRESS keragaman deviasi kuadrat R-kuadrat R-kuadrat
Linear 0,55 0,6758 0,6109 0,2887 6,58 Suggested 2FI 0,53 0,7215 0,6286 0,1529 7,83
Kuadratik 0,41 0,8751 0,7859 0,1119 8,21 Suggested Kubik 0,17 0,9851 0,9642 0,0462 8,82 Aliased
Berdasarkan tabel 9 di atas, diantara model-model yang ada yaitu linear,
2FI, kuadratik dan kubik, ternyata model Linear dan Kuadratik yang disarankan
untuk digunakan.
d. Uji Analisis Variansi (ANOVA) dari model
Uji ANOVA digunakan untuk mengethui pengaruh masing-masing variabel
dan interaksi antar variabel yang digunakan terhadap respon yield yang diperoleh.
Hasil dari uji ANOVA dalam metode respon permukaan akan menghasilkan
persamaan model matematik untuk dioptimasi lebih lanjut. Tabel 10 dibawah ini
hasil uji ANOVA yang dilakukan.
Tabel 10. Uji ANOVA dari model untuk respon viabilitas bakteri granul
probiotik
Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Hitung Hitung P>F
Model 8,09 5 1,62 9,81 0,0046 Significant
A-Suhu 1,27 1 1,27 7,71 0,0274
B-Waktu 4,98 1 4,98 30,71 0,0009
AB 0,42 1 0,42 2,56 0,1536
A2
0,33 1 0,33 2,03 0,1973
B2
0,92 1 0,92 5,56 0,0505
Residual 1,15 7 0,16
Lack of Fit 1,15 3 0,38
Pure Error 0,000 4 0,000
Cor Total 9,25 12
Dari tabel 10 terlihat bahwa model dengan nilai F = 9,81 menunjukkan
model signifikan. Hanya ada peluang 0,46% bahwa model dengan F lebih besar
dari 9,81 dapat menimbulkan kekeliruan. Nilai P (Prob >F) lebih kecil dari 0,0500
menunjukkan model yang signifikan. Nilai-nilai yang lebih besar dari 0,1000
menunjukkan model yang tidak signifikan. Dalam analisis ini B-waktu merupakan
komponen signifikan. Hal tersebut menandakan bahwa variabel yang berpengaruh
secara signifikan terhadap respon viabilitas adalah waktu pengeringan granul
probiotik. Sementara variabel lainnya tidak berpengaruh secara signifikan
terhadap respon viabilitas bakteri granul probiotik.
Tabel 11. Penyesuaian model untuk respon viabilitas bakteri granul
probiotik
Std. Dev 0,41 R-Squared 0,871
Mean 5,86 Adj R-Squared 0,7859
C.V % 6,93 Pred R-Squared 0,1119
PRESS 8,21 Adeq Precisior 10,308
Dari tabel 11 di atas, terlihat bahwa nilai Pred R-squared 0,1119 tidak
mendekati nilai Adj R-squared 0,7859 seperti yang diharapkan. Hal ini bisa
dikarenakan kemungkinan kesalahan dengan model yang digunakan atau data
yang diperoleh tidak begitu baik. Oleh karena itu hal yang perlu diperhatikan
adalah pengurangan model, perpindahan respon dan lain sebagainya.
Tabel 12. Penyesuaian R-Kuadrat model untuk respon viabilitas bakteri
granul probiotik
Faktor Estimasi Derajat Standard 95% CI 95% CI
koefisien Bebas Error Low High VIF
Intercept 5,77 1 0,18 5,34 6,20
A-Suhu -0,40 1 0,14 -0,74 -0,059 1
B-Waktu 0,79 1 0,14 -1,13 -0,45 1
AB 0,33 1 0,20 -0,16 0,81 1
A2
-0,22 1 0,15 -0,58 0,14 1,02
B2
0,36 1 0,15 -0,001 0,73 1,02
Dari tabel 12 di atas, didapatkan persamaan model untuk respon viabilitas
bakteri granul probiotik
Y= 5,77 - 0,40A – 0,79B + 0,33AB – 0,22A2
+ 0,36B2
e. Pengaruh masing-masing variabel terhadap respon viabilitas bakteri
granul probiotik
Pengaruh interaksi antar variabel berdasarkan model yang signifikan terhadap
respon viabilitas bakteri granul probiotik yaitu variabel suhu pengeringan granul
dan waktu pengeringan granul, disajikan pada gambar 2 dan 4. Dapat dilihat
bahwa kondisi grafik untuk mendapatkan viabilitas granul probiotik yang baik
belum tercapai pada penelitian ini. Kemungkinan kondisi viabilitas dicapai pada
suhu dan waktu yang lebih rendah dari suhu 40°C.
Gambar 1. Pengaruh variabel suhu dan waktu pengeringan granul probiotik
terhadap respon viabiliras bakteri Lactobacillus casei
2. Analisa model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan model
pada respon kompresibilitas granul probiotik
Derajat Kuadrat
F Nilai P
Kuadrat Bebas Tengah Hitung P>F
Mean vs Total 1110,4
6
1 1110,4
6
Suggested Linear vs Mean 6,73 2 3,37 0,72 0,509
0
2FI vs Linear 0,0025 1 00025 0,0048
0,9983
Kuadratik vs 2FI 26,70 2 13,35 4,71 0,050
6 Suggested
Kubik vs Kuadratik 7,05 2 3,53 1,38 0,3339
Aliased Residual 12,80 5 2,56 Total 1163,7
5 13 89,52
Analisa pemilihan model diakukan berdasarkan jumlah kuadrat dari urutan
model (sequential model sum of square), pengujian ketidakcocokan model (lack
of fit test) dan ringkasan model scera statistik. Model yang mungkin terpilih dari
metode respon permukaan adalah linear, 2FI (interaksi 2 faktor), kuadratik dan
kubik.
a. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan model
Model terpilih berdasarkan uraian jumlah kuadrat adalah urutan polinomial
dengan nilai tertinggi. Syarat model yang diterima nyata (P<5%), hasilnya dapat
dilihat pada tabel 13 dibawah ini:
Tabel 13. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan
model pada respon kompresibilitas granul probiotik
Sumber keragaman Jumlah
Berdasarkan tabel 13 di atas, dapat diketahui bahwa model terpilih untuk
dapat menjelaskan pengaruh variabel percobaan (suhu dan wakru pengeringan
granul probiotik) terhadap respon viabilitas dan kompresibilitas granul probiotik
adalah model Mean vs Total dan Kuadratik vs 2FI, karena mempunyai nilai p
yang tidak nampak dan untuk kuadratik vs 2FI nilai P lebih dari 5%, dengan kata
lain kedua model tersebut kurang berpengaruh nyata untuk dapat menjelaskan
respon yang dimaksud. Namun model tersebut berstatus disarankan (suggested)
untuk digunakan.
b. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model
Pada pemilihan model ini, dianggap tepat apabila ketidakcocokan model
berpengaruh tidak nyata dan model tersebut berstatus suggested. Hasil pemilihan
model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model disajikan pada tabel 14.
Tabel 14. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model
Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Tengah hitung P>F
Linear 46,55 6 7,76
2FI 46,55 5 9,31
Kuadratik 19,85 3 6,62
Kubik 12,80 1 12,80
Pure Error 0,000 4 0,000
Dari tabel 14 di atas terlihat bahwa tidak ada model yang disarankan yang
berarti seluruh model tersebut memungkinkan menimbulkan pengaruh nyata
terhadap respon.
c. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik
Proses pemilihan model ini berdasarkan ringkasan model secara statistik.
Parameter statistik yang digunakan untuk memilih model yang tepat difokuskan
pada akar R-kuadrat dan prediksi R-kuadrat terendah. Hasil pemilihan model
berdasarkanringkasan model secara statistik dapat dilihat pada tabel 15.
Tabel 15. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik
pada respon kompresibilitas granul probiotik
Sumber Standar R- Penyesuaian Prediksi keragaman dedviasi kuadrat R-kuadrat R-kuadrat
PRESS
Linear 2,16 0,1263 -0,0484 -0,7614 93,86
2FI 2,27 0,1263 -0,1649 -1,0352 108,45
Kuadratik 1,68 0,6274 0,3613 -1,6493 141,17 Suggested Kubik 1,60 0,7598 0,4234 -14,3759 819,32 Aliased
Berdasarkan tabel 15 di atas, diantara model-model yang ada, ternyata model
kuadratik menunjukkan status suggested yang berarti model tersebut secara
statistik disarankan untuk digunakan.
d. Uji Analisis Variansi (ANOVA) dari model
Uji ANOVA digunakan untuk mengetahui pengaruh masing-masing variabel
dan interaksi antar variabel yang digunakan terhadap respon yield yang diperoleh.
Hasil uji ANOVA dalam metode respon permukaan akan menghasilkan
persamaan model matematik untuk dioptimasi lebih lanjut. Tabel 16 di bawah ini
hasil uji ANOVA yang dilakukan:
Tabel 16. Uji ANOVA dari model untuk respon kompresibilitas granul
probiotik
Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Hitung Hitung P>F
Model 33,43 5 6,69 2,36 0,1471 Not Significant
A-Suhu 0,076 1 0,076 0,027 0,8747
B-Waktu 6,66 1 6,66 2,35 0,1694
AB 0,0025 1 0,0025 0,0088 0,9977
A2
26,66 1 26,66 9,40 0,0182
B2 0,21 1 0,21 0,075 0,7919
Residual 19,85 7 2,84
Lack of Fit 19,85 3 6,62
Pure Error 0,000 4 0,000
Cor Total 53,29 12
Dari tabel 16 terlihat bahwa model dengan nilai F = 2,36 menunjukkan
model tidak siginifikan. Terdapat peluang 14,71% bahwa model dengan nilai F
lebih besar dari 2,36 dapat menimbulkan kekeliruan. Hal tersebut menunjukkan
model kurang baik untuk memprediksi hasil optimasi, oleh karena itu diperlukan
pemodelan lebih baik pada penelitian selanjutnya. Nilai peluang (prob>F) lebih
kecil 0,05 menunjukkan komponen model signifikan. Dalam analisis ini, sumber
keragaman A2
merupakan komponen signifikan. Hal tersebut menandakan bahwa
variabel yang berpengaruh terhadap respon kompresibilitas adalah fungsi kuadrat
suhu pengeringan granul. Sementara variabe lainnya tidak berpengaruh secara
signifikan terhadap respon kompresibilitas granul probiotik.
Tabel 17. Penyesuaian model untuk respon kompresibilitas granul probiotik
Std. Dev 1,68 R-Squared 0,6274
Mean 9,24 Adj R-Squared 0,3613
C.V % 18,22 Pred R-Squared -1,6493
PRESS 141,17 Adeq Precisior 4,364
Nilai negatif pada Pred R-Squared mengindikasikan bahwa rata-rata
secara keseluruhan memberikan prediksi respon yang lebih baik dibandingkan
model yang dipilih.
Tabel 18. Penyesuaian R-kuadrat model untuk respon kompresibilitas granul
probiotik
Faktor Estimasi Derajat Standard 95% CI 95% CI
koefisien Bebas Error Low High VIF
Intercept 7,93 1 0,75 6,15 9,71
A-Suhu -0,097 1 0,60 -1,51 1,31 1
B-Waktu -0,91 1 0,60 -2,32 0,50 1
AB 0,0025 1 0,84 -1,99 1,99 1
A2
1,96 1 0,64 0,45 3,47 1,02
B2
0,18 1 0,64 -1,33 1,68 1,02
Dari tabel 18 didapatkan persamaan model untuk respon kompresibilitas
granul probiotik:
Y= 7,93 – 0,097A – 0,91B + 0,0025AB + 1,96A2 + 0,18B
2
e. Pengaruh masing-masing variabel terhadap respon kompresibilitas
granul probiotik
Pengaruh dan interaksi antar variabel berdasarkan model yang signifikan
terhadap respon kompresibilitas granul probiotik yaitu suhu dan waktu
pengeringan granul, disajikan pada gambar 4 dan 5. Dari gambar bentuk plot 3
dimensi respon kompresibilitas dapat dilihat bahwa tidak ditemukan adanya titik
optimum untuk dicapai nilai kompresibilitas yang baik. Artinya, penggunaan metode
respon permukaan tidak cocok digunakan untuk menentukan nilai optimum
kompresibilitas.
Gambar 3. Pengaruh variabel suhu dan waktu pengeringan granul probiotik
terhadap respon kompresibilitas granul probiotik
Gambar 4. Plot 3 dimensi respon komprsibilitas granul probiotik dari
hubungan suhu dan waktu pengeringan granul probiotik
3. Optimasi waktu dan suhu pengeringan granul dengan kondisi hasil
pemodelan
Percobaan yang telah dilakukan memberikan hasil bahwa model yang
disarankan untuk melihat pengaruh dua variabel (suhu dan waktu pengeringan
granul) terhdap respon viabilitas bakteri dan kompresibilitas granul adalah model
kuadratik. Meskipun untuk respon viabilitas pemodelan Linear disarankan juga,
akan tetapi pada respon kompresibilitas hanya model kuadratik saja yang
disarankan.
Faktor waktu berpengaruh terhadap viabilitas dan faktor suhu berpengaruh
terhadap kompresibilitas. Hal ini menunjukkan lamanya waktu pengeringan
granul tertentu menyebabkan bakteri mengalami penurunan sehingga viabilitas
bakteri pada waktu pengeringan granul tertentu dapat memberi peluang bakteri
untuk bertahan hidup atau mengalami kematian akibat waktu pengeringan granul
tertentu.
Faktor suhu pengeringan granul berpengaruh secara kuadratik terhadap
respon kompresibilitas granul probiotik. Hal ini menunjukkan peningkatan suhu
pengeringan granul sampai batas tertentu akan menghasilkan kualitas granul yang
bagus sekali dan granul dengan kualitas yang baik. Hal ini dikarenakan suhu dapat
mempengaruhi pengikat dalam mengikat butir-butir halus pengisi yang digunakan
sehingga keragaman butir-butir granul yng didapat pada berbagai suhu pun
berbeda-beda pula. Semakin kecil butir-butir granul kering makan akan semakin
rendah nilai kompresibilitasnya karena kerapatannya akan semakin rapat,
sehingga dapat mengisi rongga-rongga didalam granul itu sendiri.
Kondisi optimal suhu dan waktu pengeringan granul yang disarankan RSM
serta prediksi viabilitas dan kompresibilitasnya disajikan pada Tabel 19.
Ringkasan hasil respon viabilitas dan kompresibilitas granul probiotik pada
kondisi percobaan (awal), prediksi model numerik RSM, dan konfirmasi kondisi
optimal RSM disajikan pada tabel 20.
Tabel 19. Kondisi optimal yang disarankan RSM dan prediksi viabilitas dan
kompresibilitas
No Suhu Waktu viaBAL Kompresibilitas Desirabillity (°C) (jam) (cfug) (%)
1 45 2 7,43 11,07 0,845 Selected
Optimasi numerik dilakukan untuk mendapatkan kondisi optimal yang
menghasilkan viabilitas dan kompresibilitas yang baik. Melalui pengaturan
kondisi pengeringan granul (suhu dan waktu) dalam kisaran percobaan, dan hasil
maksimum yang diharapkan, maka kondisi optimal dapat diketahui. Terdapat dua
solusi yang disajikan oleh RSM, akan tetapi hanya satu yang diseleksi mampu
memberikan respon optimal pada percobaan. Kondisi optimal yang disarankan
oleh optimasi numerik adalah suhu 45°C dan waktu 2 jam. Prediksi hasil
maksimum untuk viabilitas adalah 7,43cfu/g dan untuk kompresibilitas granul
adalah 11,07% Dengan desirabillity 84,5%.
Tabel 20. Ringkasan hasil viabilitas dan kompresbilitas granul probiotik
didasarkan pada optimasi rancangan percobaan CCD, prediksi
numerik dan validasi model
Kondisi Rerata yield (respon) Viabilitas Kompresibilitas
Kondisi variabel percobaan awal 5,86 ± 0,84 cfu/g 9,24 ± 2,02 % Model numerik hasil RSM 7,43 cfu/g 11,07 %
Konfirmasi kondisi optimal RSM 8,47 cfu/g 8,06 %
Persen Error 14 % 27,19 %
Persen kenaikan hasil 44,53 % 12,77 %
E. Hasil Evaluasi Granul Probiotik
1. Hasil evaluasi granul probiotik
Evaluasi yang dilakukan pada masa granul yang telah dibuat meliputi
sudut diam, waktu alir, kompresibilitas dan distribusi ukuran partikel. Dapat
dilihat dalam tabel 21.
Tabel 21. Hasil Evaluasi Masa Granul Probiotik
Granul Sudut Waktu alir Kompresibilitas diam (°) (detik) (%)
40°C 3 Jam 27,24 9,33 14,28
45°C 2 Jam 28,73 9,33 9,67
45°C 4 Jam 25,33 10,66 6,66
50°C 1 Jam 30,90 13 10
50°C 3 Jam 25,04 10 7,93
50°C 5 Jam 30,32 9 9,09
55°C 2 Jam 26,00 9,33 10,93
55°C 4 Jam 27,98 11 7,93
60°C 3 Jam 31,41 9 11,94
Rata-rata dari pengujian sudut diam yang didapatkan dari seluruh granul
dengan pengulangan 3 kali sebesar 25 sampai 31 derajat. Berdasarkan hasil di atas
dapat disimpulkan sudut terkecil terdapat pada granul dengan suhu 50°C selama 3
jam dan sudut terbesar terdapat pada granul 60°C selama 3 jam. Hasil ini
menunjukkan bahwa secara teoritis granul memenuhi persyaratan yaitu diatas 25
dan di bawah 40°.
Rata-rata pengujian waktu alir pada seluruh granul dengan pengulangan 3
kali. Hasil menunjukkan waktu yang dibutuhkan granul probiotik untuk mengalir
rata-rata berada diatas 9 detik. Secara teoritis syarat waktu alir yang baik untuk
granul adalah di bawah 10 detik. Akan tetapi ada 4 granul yang tidak memenuhi
syarat waktu alir dalam granul probiotik. Yaitu granul 45°C selama 4 jam, 50°C
selama 1 jam, 50°C selama 3 jam dan 55°C selama 4 jam. Hal ini dapat
disebabkan karena pencampuran bahan yang tidak homogen sehingga bentuk
granul tidak seragam. Semakin seragam bentuk granul maka semakin cepat waktu
yang dibutuhkan granul mengalir melewati corong.
Selain itu dilakukan juga uji kompresibilitas. Hasil yang didapat dari rata-
rata granul probiotik secara teoritis sudah memenuhi persyaratan yaitu dibawah
15%. Nilai % kompresibilitas yang rendah menunjukkan sifat alir yang baik. Nilai
kompresibilitas terkecil dimiliki oleh granul 45°C selama 4 jam sebesar 6,66%
uji distribusi ukuran granul dimaksudkan untuk mengetahu ukuran granul
dan penyebaran ukuran granul, hal ini perlu diketahui karena dapat mempengaruhi
proses pencampuran, yaitu partikel-partikel yang lebih besar cenderung memisah
dari partikel-partikel yang lebih kecil dan bergerak kebawah sedangkan partikel-
partikel kecil akan naik keatas. Rata-rata dari hasil pengujian distribusi ukuran
granul seluruh granul memiliki fines kurang dari 10% dari bobot granul. Hal ini
menunjukkan bahwa seluruh granul memenuhi sifat alir yang baik.
f. Hasil uji viabilitas bakteri Lactobacillus casei pada granul probiotik
1. Hasil perhitungan jumlah bakteri Lactobacillus casei
Jumlah bakteri didalam granul sangat menentukan kualitas granul probiotik
yang dihasilkan. Diharapkan viabilitas BAL dalam granul tetap tinggi sehingga
dapat memberikan pengaruh yang baik bagi kesehatan. Hasil uji jumlah bakteri
granul probiotik dapat dilihat pada gambar 9.
500
400
300
200
100
0
40°C 45°C 45°C 50°C 50°C 50°C 55°C 55°C 60°C
10¯4
10¯5
10¯6
3 Jam
2 Jam
4 Jam
1 Jam
3 Jam
5 Jam
2 Jam
4 Jam
3 Jam
Gambar 9. Viabilitas granul probiotik
Hasil uji bakteri pada granul probiotik yang dilakukan dapat dilihat pada
gambar 6. Berdasarkan data di atas hanya granul pada suhu 55°C selama 4 jam
dan granul suhu 60°C selama 3 jam yang tidak memenuhi persyaratan FAO dan
WHO, produk olahan probiotik didalamnya harus mengandung setidaknya 10¯6
-
10¯7 cfu bakteri hidup per gram dari produk probiotik.
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kondisi optimal yang disarankan
oleh RSM, yaitu perlakuan suhu pengeringan 45°C selama 2 jam merupakan
kondisi terbaik untuk mendapatkan viabilitas dan kualitas granul probiotik yang baik.
B. Saran
Dari hasil penelitian yang dapat disarankan untuk mengeringkan granul
dengan teknik lain, misalnya menggunakan oven vacum. Agar didapat kualitas
granul dan viabilitas yang baik.
BAB 6. LUARAN YANG DICAPAI
Luaran yang dicapai berisi Identitas luaran penelitian yang dicapai oleh peneliti sesuai
dengan skema penelitian yang dipilih.
Jurnal
IDENTITAS JURNAL
1 Nama Jurnal Farmasains
2 Website Jurnal
3 Status Makalah Draff
4
4 Tanggal Submit
5 Bukti Screenshot submit
DAFTAR PUSTAKA
Agoes G. 2012. Sediaan Farmasi Padat. Edisi pertama. Institut Teknologi
Bandung, Bandung. Hlm. 282, 284.
Badan Standarisasi Nasional. 2009. Yoghurt. SNI 2981. Badan Standarisasi
Nasional, Jakarta.
Box, G.E.P., Hunter, W.G. and Hunter, J.S. (1978) Statistics for Experimenters: An
Introduction to Design, Data and Analysis and Model Building. New york:
John Wiley & Sons, Inc.
Departemen Kesehatan RI. 1995. Farmakope indonesia. Edisi IV. Jakarta : Direktorat
Jendral Pengawas Obat dan Makanan; Hlm.107, 515.
Elok, Z., Ella, S. Dan Marissa, M. 2005. Peranan substitusi dengan sari wortel dan
kondisi fermentasi terhadap karakteristik minuman susu terfermentasi bakteri
asam laktat. Jurnal teknologi pertanian vol. 6 No. 2. Universitas Brawijaya,
Malang. Hlm.93-100.
FAO/WHO. 2001 Health and nutritional properties of probiotics in food including
powder milk with live lactic bacteria. [Report of joint FAO/WHO expert
consultation]. Cordoba, Argentina, 1-4 October, 2001.
Febriandy, A. 2011. Pengaruh pemberian bakteri probiotik (Lactobacillus casei)
terhadap penghambatan hiperplasiaprostat pada mencit. Skripsi. Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.
Hadioetomo SR. 1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. PT. Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta. Hlm.76.
Hidayat N, Masdiana CP, Sri S. 2006. Mikrobiologi Industri. ANDI, Yogyakarta.
Hlm. 142, 147, 148, 152-154, 175.
INS no.421.2004 dalam “Bahan tambahan pangan pemanis buatan – persyaratan
penggunaan” dalam SNI 01-6993.
Kailasapathy, K. 2002. Microencapsulation of probiotic bacteria: technology and
potential applications. Curr. Issues Intest. Microbiol. 3:39-48.
Lachman L, Llieberman HA, Kanig JL. 1994. Teori dan Praktek Farmasi
Industri. Edisi III Vol. 2. Terjemahan: Siti Suyatmi. UI Press. Jakarta. Hlm
677, 680, 682-685.
Lachman L, Llieberman HA, Kanig JL. 2008. Teori dan Praktek Farmasi
Industri. Edisi III Vol. 2. Terjemahan: Siti Suyatmi. UI Press. Jakarta.
Hlm.681-685, 691.
Lopez J. 2000. Probiotics in animal nutrition. Asian-Aust J Anim Sci, 13, special issue:
12-26
Mandal S, Puniya AK dan Singh K. 2006. Effect of alginate concentrations on
microencapsulated Lactobacillus casei NCDC-298. International daliy
journal 16: 1190-1195.
Margawani, K.R. 1995. Lactobacillus casei galur shirota (Bakteri Yakult).
Peranannya dalam kesehatan manusia. Bul,. Teknik dan industri pangan. Vol
no.2. Hal: 93-99.
Montgomery DC. 2001. Design and Analysis of experimentas 5th Edition. John
Wiley & Sons, Inc., New York.
Rokka S, Rantamaki P. 2010. Protecting probiotic bacteria by microencapsulation:
challenges for industrial application. Eur Food Res Technol 231: 1-12.
Salminen, S., B. Ruault, J. H. Cumming, A. Frank, G. R. Gibson, E. Isolauri, M.
C.Moreu, M. Roberfroid, I. Rowland. 1998. Functional food science
gastrointestinal physiology and function. Br. J. Nutr.
Salminen, S and A.V. Wright. 1998. Lactic Acid Bacteria. Marcell Dekker Inc.
New York
Siregar CJP. 2010. Teknologi Farmasi Sediaan Tablet Dasar-Dasar Praktis.
Universitas Indonesia, Jakarta. Hlm. 17, 30, 34-36, 159, 161-163, 170.
193, 196, 198, 202, 203, 204, 516.
Syahrurahman A. 1994 Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran Edisi Revisi.
Binarupa Aksara.
Untari. 2010. Pengaruh pemberian minuman probiotik terhadap pola defekasi.
Skripsi. Fakultas Kedokteran, Universitas Diponegoro,Semarang.
Voight R. 1995. Buku Pelajaran Teknologi Farmasi. Universitas Gadjah Mada,
Yogyakarta. Hlm. 160.
Widodo, soeparno, E. Wahtuni. 2003. Bioenkapsulasi probiotik (Lactobacillus casei)
dengan pollard dan tepung terigu serta pengaruhnya terhadap viabilitas dan
laju pengasaman. J.Teknologi dan Industri Pangan. (2):98 -106.