fikosianin_yohanes kristo s u_13.70.0076_b1_unika soegijapranata
DESCRIPTION
Praktikum fikosianin dilakukan pada hari jumat 25 september 2015 di laboratorium rekayasa pangan UNIKA SoegijapranataTRANSCRIPT
FIKOSIANIN : PEWARNA ALAMI DARI “BLUE GREEN MICROALGAE”
SPIRULINA
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNOLOGI HASIL LAUT
Disusun oleh:
Nama :Yohanes Kristo S.U.
NIM :13.70.0076
Kelompok :B1
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG
2015
0
Acara II
1. MATERI METODE
1.1. Materi
1.1.1. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sentrifuge, pengaduk/stirrer,
oven, dan plate stirrer.
1.1.2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah biomasa Spirulina basah, aquades,
dan dekstrin.
1.2. Metode
1
8 gram biomasa Spirulina dimasukkan dalam Erlenmeyer
Dilarutkan dalam aquades (biomasa : aquades = 1 : 10)
Diaduk dengan stirrer selama ± 2 jam
2
Disentrifugasi 5000 rpm selama 10 menit hingga diperoleh endapan dan supernatan
Supernatan diencerkan dan divortex hingga pengenceran 10-2
Diukur kadar fikosianinnya dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm
3
8 ml supernatan ditambah dekstrin (supernatan : dekstrin = 1 : 1)
Dicampur rata dan dituang ke wadah
Dioven pada suhu 45ºC hingga kadar air ± 7%
Diperoleh adonan kering yang gempal
4
Dihancurkan dengan alat penumbuk hingga berbentuk powder
2. HASIL PENGAMATAN
Hasil pengamatan mengenai OD, Konsentrasi Fikosianin, Yoeld, dan Warna dapat
dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Pengukuran OD, Konsentrasi Fikosianin (KF), Yield, dan Warna Fikosianin
KelBerat
Biomassa (gram)
Jumlah Akuades
(ml)
Total Filtrat (ml)
OD 615
OD 652
KF (mg/ml)
Yield (mg/g)
Warna
Sebelum di oven
Setelah dioven
B1 8 80 56 0,1521 0,1094 1,877 13,139 + +B2 8 80 56 0,1481 0,1094 1,800 12,600 ++ ++B3 8 80 56 0,1393 0,1732 1,071 7,497 + +B4 8 80 56 0,1676 0,1749 1,586 11,103 + +B5 8 80 56 0,1217 0,1743 0,732 5,124 + +
Keterangan :Warna :+ : biru muda++ : biru+++ : biru tua.
Pada percobaan ini dilakukan pengukuran OD, Konsentrasi Fikosianin (KF), yield, dan
warna fikosianin pada kelompok B1 hingga B5. Pengukuran OD dilakukan dengan
pengukuran spektrofotometer panjang gelombang 615 dan 652 nm. Perlakuan tiap
kelompok sama dengan berat biomassa awal sebesar 8 gram, jumlah akuades 80 ml, dan
filtrat total 56 ml. Dapat dilihat bahwa nilai OD pada panjang gelombang 615,
absorbansi setiap kelompok bervariasi. Pada kelompok B1 dan B2 nilai OD 615 lebih
besar dari OD 652. Sedangkan pada kelompok B3 hingga B5, nilai OD 615 lebih kecil
dari OD 652. Konsentrasi dan yield fikosianin yang diuhasilkan paling tinggi ada pada
kelompok B1 sebesar 1,877 mg/ml dan 13,139 mg/g. Dilihat dari perubahan warna
sebelum dan setelah dioven, didapati bahwa tidak ada perubahan yang warna yang
terjadi. Hanya saja warna yang dihasilkan bewarna biru muda kecuali kelompok B2
yang bewarna biru.
5
3. PEMBAHASAN
Fikosianin merupakan senyawa pigmen alami bewarna biru yang diekstrak dari
sianobakteria seperti Spirulina platensis. Spirulina sebagai alga hijau biru sebelum
dilakukan proses ekstraksi pigmen, mempunyai warna hijau pekat oleh karena pigmen
klorofil dan membentuk koloni. Spirulina hidup pada suhu mesofilik yang tumbuh
secara Maksimal pada suhu 35-40°C. Fikosianin banyak digunakan secara komersial
dalam industri makanan dan kosmetik sebagai pewarna biru. Beberapa penelitian
menyatakan bahwa fikosianin mempunyai manfaat sebagai hepatoprotektif, anti
inflamasi, dan antioksidan. Fikosianin merupakan salah satu kelas yang termasuk dalam
kelompok fikobiliprotein yang merupakan kumpulan agregat protein yang sangat larut
dalam air dan berpartisipasi dalam bakteri untuk mengumpulkan cahaya sebanyak 40-
60% dari total protein terlarut dalam sel. Fikobiliprotein sebagai pigmen pelengkap dari
fotosintesis yang berpartisipasi pada transfer energi yang sangat efisien pada proses
fotosintesis, bertanggung jawab kurang lebih 50% dari kapitasi cahaya pada
sianobakteria dan alga merah. Protein ini akan membentuk struktur kompleks bernama
fikobilisom yang terpasang pada permukaan luar membran tilakoid, oleh karena klorofil
menyerap energi cahaya hanya pada daerah spektrum cahaya. Eksitasi energi secara
acak terkirim pada reaksi utama yang terletak pada membran fotosintetik yang
menuebabkan reaksi fotosintesis (Moraes et al., 2011).
Fikobiliprotein dibedakan menjadi 3 kelas berdasarkan sifat spectral pencahayaannya,
yaitu kelas fikoeritrin dengan panjang gelombang 565 nm, fikosianin dengan panjang
gelombang 620nm, dan allofikosianin dengan panjang gelombang 650 nm.
Fikobiliprotein dibentuk dari 2 jenis polipeptida dimana salah satunya mempunyai berat
molekul unit α sebesar 12-19 kilodalton dan sisanya merupakan unit besar β dengan
berat molekul 14-21 kilodalton dan secara umum tersedia pada jumlah ekuimolar
(Kumar et al., 2014). Warna biru yang dihasilkan dari fikobiliprotein ini sebagian besar
berasal dari ikatan kovalen gugus prostetik rantai terbuka tetrapirrol krosmosfor yang
terdiri dari cincin A, B, C, D yang dinamakan fikobilin. Warna dari allofikosianin
bertanggung jawab pada warna biru hijau, fikosianin warna biru gelap, fikoeritrin
bewarna merah pekat, dan fikosianobilin bertanggung jawab pada warna oranye. Selain
6
7
ekstraksi dari Spirulina platensis, dapat juga diekstrak dari sianobakteri Anabaena sp
dan Oscillatoria sp (Hemlata et al., 2011).
Hemlata et al. (2011) menambahkan bahwa salah satu syarat terpenting dalam
mengekstraksi fikobiliprotein berjenis fikosianin dari alga hijau biru adalah protokol
pemilihan metode ekstraksi dan purifikasi. Prosedur yang dilakukan untuk
mengekstraksi ataupun memurnikan fikobiliprotein dari satu jenis alga hijau berbiru
akan bekerja baik tapi metode yang paling baik berbeda bergantung pada jenis alga
sebagai biomassa.
Pewarna dari fikosianin ini merupakan salah satu pewarna yang banyak dipakai dalam
industri pangan karena merupakan salah satu pewarna biru yang dominan. Fikosianin
mempunyai unit fundamental yang disebut dengan subunit alfa dan beta. Submunit ini
diasosiasi oleh (α β) protomers, dimana kemudian akan diasosiasi oleh trimer (α β), dan
heksamer (α β) (Song et al., 2013). Steinkraus (1983) berpendapat bahwa warna
merupakan salah satu indikator mutu yang akan dipertimbangkan dalam produksi
produk pangan. Warna menjadi indikator yang penting karena akan berpengaruh pada
penampilan dari suatu produk pangan dimana penampilan keseluruhan dari produk
merupakan salah satu faktor yang menjadi pertimbangan konsumen dalam membeli
suatu produk pangan disamping faktor-faktor penting lainnya. Oleh karena itu untuk
memperoleh suatu produk pangan dengan warna yang menarik pada umumnya industri
pangan akan menggunakan pewarna alami maupun sintetis dalam produk pangan.
Pada praktikum kali ini dilakukan ekstraksi pigmen fikosianin dari alga hijau biru
Spirulina platensis. Pertama-tama biomssa Spirulina sebanyak 8 gram setiap kelompok
dimasukkan dalam erlenmeyer dan dilarutkan dalam akuadestilata sebanyak 80 ml
(10:1). Pengadukan dilakukan mengunakan stirrer selama kurang lebih 2 jam.
Pengadukan ini bertujuan untuk menghomogenkan larutan fikosianin yang terkandung
dalam spirulina sehingga proses ekstraksi dapat berjalan maksimal. Menurut Syah et al.
(2005), aquades merupakan pelarut yang bersifat polar sehingga dapat melarutkan
fikosianin karena fikosianin merupakan salah satu pigmen yang memiliki sifat larut di
dalam air. Campuran homogen kemudian disentrifukasi pada kecepatan rotasi 5000 rpm
8
selama 10 menit hingga diperoleh bagian supernatant dan endapan. Silveira et al. (2007)
menyatakan bahwa proses sentrifugasi ini juga berfungsi untuk memisahkan fase
padatan dan fase cair dari fikosianin yang telah terekstrak sehingga pada proses
pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometer tidak akan terganggu oleh
karena keberadaan zat-zat atau padatan pengotor.
Supernatan sebagai cairan yang berisi fikosianin dipisahkan dari endapannya dan diukur
kadarnya dengan spektrofotometer panjang gelombang 615 nm dan 652 nm. Hal ini
sesuai dengan pendapat Silviera et al. (2007) dimana pada analisa kadar fikosianin
dilakukan pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometri 615 dan 652 nm.
Song et al. (2013) menambahkan bahwa pengukuran kadar pigmen fikosianin maksmial
pada panjang gelombang 610 - 620nm. Supernatant kemudian ditambah dengan dekstrin
perbandingan 1:1,25 dan dituang dalam wadah sebagai alas untuk pengiringan. Menurut
Murtala (1999) tujuan adanya penambahan dekstrin adalah untuk mempercepat proses
pengeringan, mencegah kerusakan akibat adanya panas, memperbesar volume dan
meningkatan total padatan. Selain menggunakan sentrifugasi dapat juga menggunakan
bahan kimia seperti ammonium sulfat untuk mengendapkan fikosianin pada ekstrak
kasar dari bahan biomassa (Song et al., 2013).
Dekstrin pada praktikum ini merupakan polisakarida yang dihasilkan dari proses
hidrolisa pati bewarna putih atau kekuningan. Dekstrin bersifat seperti pati namun lebih
stabil pas suhu panas sehingga dapat melindungui senyawa volatil dan senyawa yang
peka terhadap panas atau oksidasi (Reynold, 1982). Hal ini menjadikan dekstrin
memiliki fungsi untuk melindungi stabilitas flavor saat proses pengeringan dengan
spray dryer, selain itu dapat mengurangi jumlah komponen volatile yang hilang selama
proses pengolahan (Angka dan Suhartono, 2000).
Wadah berisi supernatant tadi dimasukkan dalam oven bersuhu 45°C hingga kering atau
ketika mencapai kadar air 7%. Fikosianin kering berbentuk seperti gumpalan
dihancurkan dengan alat penumbuh hingga membentuk serbuk powder. Jika
pengeringan dilakukan pada suhu diatas 60oC maka akan mengakibatkan degradasi
fikosianin dan dapat memacu reaksi maillard. Pengeringan dengan matahari langsung
9
sangat tidak direkomendasikan karena akan menimbulkan aroma yang tidak diinginkan
serta dapat meningkatkan kontaminasi bakteri pada produk yang dihasilkan (Metting &
Pyne, 1986). Oleh karena itu pada pengeringan fikosianin, tidak digunakan energi
matahari secara langsung melainkan menggunakan oven dengan suhu yang diatur di
bawah suhu 60oC agar tidak terjadi penurunan kualitas fikosianin.
Pada percobaan ini dilakukan pengukuran OD (optical density), Konsentrasi Fikosianin
(KF), yield, dan warna fikosianin pada kelompok B1 hingga B5. Pengukuran OD
dilakukan dengan pengukuran spektrofotometer panjang gelombang 615 dan 652 nm.
Fox (1991) menyatakan bahwa nilai OD dipengaruhi oleh konsentrasi serta kejernihan
larutan. Semakin keruh larutannya maka nilai OD akan semakin tinggi. Nilai
konsentrasi fikosianin (KF) didapatkan melalui rumus:
Konsentrasi fikosianin (KF) = OD615−0,474 (OD652)
5,34
Penghitungan KF ini akan digunakan untuk mendapatkan nilai yield dengan rumus:
Yield = KF × Vol(total filtrat )gram(berat biomassa )
Dari rumus yang didapat, diketahui bahwa nilai yield berbanding lurus dengan
konsentrasi fikosianin yang dihasilkan. Sehingga semakin tinggi konsentrasi fikosianin
maka yield akan semakin besar. Perlakuan tiap kelompok sama dengan berat biomassa
awal sebesar 8 gram, jumlah akuades 80 ml, dan filtrat total 56 ml. Dapat dilihat bahwa
nilai OD pada panjang gelombang 615, absorbansi setiap kelompok bervariasi. Pada
kelompok B1 dan B2 nilai OD 615 lebih besar dari OD 652. Sedangkan pada kelompok
B3 hingga B5, nilai OD 615 lebih kecil dari OD 652. Konsentrasi dan yield fikosianin
yang diuhasilkan paling tinggi ada pada kelompok B1 sebesar 1,877 mg/ml dan 13,139
mg/g. Perbedaan hasil yang ada disebabkan oleh proses ekstraksi tiap praktikan. Selain
itu ekstraksi dari fikosianin dipengaruhi juga oleh suhu dan pH dimana fikosianin akan
stabil pada pemanasan dari 38°C hingga 68°C dengan waktu 240 detik serta pada pH
5.0. Pada pH 3.0, fikosianin akan sangat sensitif pada panas dan akan mengalami
perubahan secara cepat (Duangsee et al., 2009).
10
Dilihat dari perubahan warna sebelum dan setelah dioven, didapati bahwa tidak ada
perubahan yang warna yang terjadi. Hanya saja warna yang dihasilkan bewarna biru
muda kecuali kelompok B2 yang bewarna biru. Berdasarkan pendapat Angka dan
Suhartono (2000), penambahan konsentrasi dekstrin yang tinggi akan mengakibatkan
bubuk fikosianin yang dihasilkan memiliki warna yang cenderung lebih muda dan
pucat. Oleh karena itu hasil pengamatan yang diperoleh sudah sesuai dengan teori yang
ada dimana warna fikosianin setelah dioven lebih pudar/muda/pucat jika dibandingkan
dengan warna sebelum dipanaskan/dikeringkan dalam oven.
4. KESIMPULAN
Fikosianin termasuk fikobiliprotein dan terdapat banyak pada alga hijau biru
Spirulina platensis.
Warna yang dihailkan pada fiksoianin adalah biru.
Fikosianin diaplikasikan dalam industri pangan sebagai pewarna alami, kosmetik,
anti kanker, anti inflamasi, antioksidan, dll.
Fikosianin memiliki sifat larut dalam air yang merupakan pelarut polar.
Penggunaan aquades bertujuan untuk mengeksrak fikosianin yang terdapat dalam
Spirulina.
Sentrifugasi bertujuan untuk memisahkan endapan dan supernatan dari larutan yang
mengandung fikosianin.
Penambahan dekstrin dilakukan untuk mempercepat pengeringan, mencegah
kerusakan yang terjadi akibat pemanasan, melapisi komponen flavor yang
dihasilkan serta meningkatkan total padatan dan untuk memaksimalkan jumlah
fikosianin yang dihasilkan.
Penambahan konsentrasi dekstrin yang semakin tinggi akan mengakibatkan hasil
fikosianin menjadi lebih muda dan lebih pucat.
Suhu pengeringan fikosianin yang terlalu tinggi (diatas 60oC) akan mengakibatkan
munculnya reaksi maillard dan fikosianin dapat terdegradasi.
Nilai OD (optical density) ditentukan oleh konsentrasi dan kejernihan dari larutan,
semakin keruh suatu larutan maka nilai OD yang didapat akan semakin tinggi pula.
Semarang, 2 Oktober 2015
Praktikan, Asisten dosen,
-Deanna Suntoro
-Ferdyanto Juwono
Yohanes Kristo S.U.
13.70.0076
11
5. DAFTAR PUSTAKA
Angka,S.I.dan Suhartono MT.(2000). Bioteknologi Hasil-hasil Laut. Bogor : PKSPL-IPB.
Duangsee, R., Natapas Phoopat, Suwayd Ningsanond. (2009). Phycocyanin extraction from Spirulina platensis and Estract stability under Various pH and Temperature., As. J. Food. Ag-Ind, 2 (04), 819-826.
Fox, P. F. (1991). Food Enzymologi Vol 1. Elsevier Applied Sciences. London.
Hemlata., G.Pandey, F. Bano., T. Fatma. (2009). Studies on Anabaena sp. NCCU-9 with Special Reference to Phycocyanin. Journal of Algal Biomass Utilization, 2(1): 30-51.
Kumar, D, D.W., Dhar, S. Pabbi., N. Kumar, S. Walia. (2014). Extraction and Purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis (CCC540). Ind J Plant Physiol, 19(2): 194-188.
Metting B dan Pyne JW. (1986). Biologically Active Compounds from Microalga. Journal of Enzyme Microb. Tech. Vol. 8. Butterworth and Co Publish.
Moraes C. C; Lusia Sala; G. P. Cerveira and S.J. Kalil. 2011. C-Phycocyanin extraction from Spirulina platensis wet biomass. Brazilian Journal of Chemial Engineering. Vol. 28 : 45-49.
Murtala, S. S. (1999). Pengaruh Kombinasi Jenis Dan Konsentrasi Bahan Pengisi Terhadap Kualitas Bubuk Sari Buah Markisa Siul (Passiflora edulis F. Edulis). Tesis. Pasca Sarjana Universitas Bawijaya Malang.
Reynolds, James E.F. (1982). Martindale The Extra Pharmacopolia, Edition Twenty Eigth. The Pharmacentical Press. London.
Silveira, S. T.; Burkert, J. F. M.; Costa, J. A. V.; Burkert, C. A.V.; Kalil, S. J.(2007). Bioresour.Technol.,98, 1629.
Song, W., C. Zhao., S. Wang. (2013). A Large-Scale Preparation Method of High Purity C-Phycocyanin. Int. Journal of Bioscience, Biochemistry, and Bio Informatics, v.3 (4) 293-297.
Steinkraus, H. (1983). Indigenous Fermented Food. Marcel Dekker. New York.
Syah et al. (2005).Manfaat dan Bahaya Bahan Tambahan Pangan. Bogor: Himpunan Alumni Fakultas Teknologi Pertanian IPB.
12
6. LAMPIRAN
6.1. Perhitungan
Rumus perhitungan :
Konsentrasi Fikosianin / KF (mg/ml) = OD615 – 0,474 ( OD652 )
5,34
Yield (mg/g) = KF × Vol (total filtrat)g (berat biomassa)
Kelompok B1
KF = 0 ,1521 – 0,474 (0,1094)
5,34 = 1,877 mg/ml
Yield = 1 ,877 ×56
8 = 13,139 mg/g
Kelompok B2
KF = 0 ,1481 – 0,474 (0,1094)
5,34 = 1,800 mg/ml
Yield = 1 ,8 00×56
8 = 12,600mg/g
Kelompok B3
KF = 0 ,1393 – 0,474 (0,1732)
5,34 = 1,071 mg/ml
Yield = 1 ,071 ×56
8 = 7,497 mg/g
K elompok B4
KF = 0 ,1676 – 0,474 (0,1749)
5,34 = 1,586 mg/ml
Yield = 1 ,586×56
8 = 11,103 mg/g
13
14
Kelompok B5
KF = 0 ,1217 – 0,474 (0,1743)
5,34 = 0,732 mg/ml
Yield = 0,732×56
8 = 5,124 mg/g
6.2. Laporan Sementara
6.3. Diagram Alir
6.4. Abstrak Jurnal
15