skripsi - sinta.unud.ac.id awal.pdf · yang diisolasi dari susu kuda liar sumbawa. ketahanan...
TRANSCRIPT
i
VIABILITAS Lactobacillus rhamnosus SKG 34 DALAM
BERBAGAI ENKAPSULAN DAN SUHU PENYAJIAN
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana
Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Udayana
OLEH:
ADIEL KUNTI PERMATASARI
1111105008
JURUAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS UDAYANA
2015
ii
Adiel Kunti Permatasari. 1111105008. Viabilitas Lactobacillus rhamnosus
SKG 34 dalam Berbagai Enkapsulan dan Suhu Penyajian. Dibawah
bimbingan Ir. Komang Ayu Nocianitri, M.Agr. Sc. sebagai pembimbing I dan
Ir. Agus Slamet Duniaji, M.Si. sebagai pembimbing II.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui viabilitas Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 pada berbagai enkapsulan dan suhu penyajian. Penelitian ini
dibagi dalam dua tahap. Tahap pertama dilakukan mikroenkapsulasi Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 dalam tiga jenis enkapsulan, yaitu maltodekstrin, karagenan,
dan alginat. Parameter yang diamati adalah rendemen, bentuk mikrokapsul, serta
total populasi Lactobacillus rhamnosus SKG 34. Enkapsulan dengan total populasi
Lactobacillus rhamnosus SKG 34 tertinggi dilanjutkan ke penelitian tahap dua.
Tahap kedua, mikrokapsul diberi tujuh perlakuan suhu penyajian, yaitu 45°C, 50°C,
55°C, 60°C, 65°C, 70°C, dan 75°C. Data yang diperoleh disajikan dalam bentuk
tabel dan dibahas secara deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis
enkapsulan memberikan hasil yang berbeda terhadap rendemen, bentuk
mikrokapsul, dan viabilitas Lactobacillus rhamnosus SKG 34. Viabilitas tertinggi
dihasilkan oleh enkapsulan maltodekstrin dengan populasi Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 dalam mikrokapsul 1,24 x 109 ± 0,33 log cfu/g. Viabilitas
tertinggi diperoleh pada suhu penyajian 45℃ (8,51 ± 0,14 log cfu/ml).
Lactobacillus rhamnosus SKG 34 dapat bertahan dalam jumlah yang dibutuhkan
agar dapat memberi efek fungsional pada tubuh hingga suhu penyajian maksimal
55℃ (4,78 x 107 ± 0,31 cfu/ml)
Kata kunci: Mikroenkapsulasi, Lactobacillus rhamnosus SKG 34, maltodekstrin,
karagenan, alginat, suhu penyajian
iii
Adiel Kunti Permatasari. 1111105008. Viability of Lactobacillus rhamnosus
SKG 34 in Various Encapsulant and Temperature. Under guidance of Ir.
Komang Ayu Nocianitri, M.Agr.Sc. as supervisor and Ir. Agus Slamet Duniaji,
M.Si. as co-supervisor.
ABSTRACT
This research was conducted to determine the viability of Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 in various encapsulant and temperature. This research was
divided into two steps. The first step, three kinds of encapsulant agent, i.e.
maltodextrin, carrageenan, and alginate were used to microencapsulate
Lactobacillus rhamnosus SKG 34. At this step, microcapsule yield, morphology,
and viability of Lactobacillus rhamnosus SKG 34 was observed. Encapsulant with
the highest population of Lactobacillus rhamnosus SKG 34 was extended into the
second step. At the second step, microcapsule was treated with 7 variants of
temperature, i.e. 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, and 75°C. Data obtained
were shown and explained with descriptive method. The result of the research
showed that encapsulant variety gave different effects on microcapsule yield,
morphology and viability of Lactobacillus rhamnosus SKG 34. The highest
viability produced by maltodextrin with population of Lactobacillus rhamnosus
SKG 34 1,24 x 109 ± 0,33 log cfu/g. The highest viability of Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 obtained at 45℃ (8,51 ± 0,14 log cfu/ml). Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 can survive at adequate amount that bodies need to functional
effect with maxium temperature 55℃ (4,78 x 107 ± 0,31 cfu/ml)
Keywords: Microencapsulation, Lactobacillus rhamnosus SKG 34, maltodextrin,
carrageenan, alginate, temperature
iv
RINGKASAN
Meningkatnya kebutuhan konsumen akan produk yang dapat memberikan
efek mengutungkan bagi kesehatan mendorong pengembangan probiotik.
Lactobacillus rhamnosus SKG 34 merupakan kandidat probiotik asli Indonesia
yang diisolasi dari susu kuda liar Sumbawa. Ketahanan (viabilitas) bakteri
merupakan salah satu pertimbangan penting dalam pengembangan produk
probiotik. Usaha untuk meningkatkan ketahanan bakteri probiotik dapat dilakukan
melalui teknologi mikroenkapsulasi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis enkapsulan dan suhu
penyajian yang mampu memberikan viabilitas bakteri Lactobacillus rhamnosus
SKG 34 tertinggi. Penelitian ini menggunakan isolat Lactobacillus rhamnosus SKG
34 (koleksi UPT Laboratorium Terpadu Biosains dan Bioteknologi, Universitas
Udayana), maltodekstrin, karagenan, alginat. Penelitian ini terbagi dalam dua tahap.
Tahap pertama merupakan tahap penentuan enkapsulan yang mampu memberikan
viabilitas tertinggi. Variabel yang diamati meliputi rendemen, bentuk mikrokapsul,
dan viabilitas Lactobacillus rhamnosus SKG 34. Enkapsulan dengan viabilitas
Lactobacillus rhamnosus SKG 34 tertinggi dilanjutkan ke tahap dua. Tahap kedua
merupakan tahap penentuan suhu penyajian yang mampu memberikan viabilitas
Lactobacillus rhamnosus SKG 34 tertinggi. Pada tahap kedua, mikrokapsul diberi
tujuh perlakuan suhu penyajian, yaitu; 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, dan
75°C. Tiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali. Data yang diperoleh disajikan
dalam bentuk tabel dan dibahas secara deksriptif.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis enkapsulan menghasilkan
persentase jumlah rendemen yang berbeda. Dimana maltodesktrin menghasilkan
v
persentase rendemen dengan rata – rata 22,72 ± 0,007; karagenan 5,73 ± 0,015;
dan alginat 5,75 ± 0,007. Pengamatan mikroskop menunjukkan bahwa
maltodekstrin menghasilkan mikrokapsul dengan bentuk yang tidak beraturan.
Karagenan dan alginat menghasilkan mikrokapsul berbentuk butiran gel namun
tidak terpisah satu sama lain. Jenis enkapsulan memberikan viabilitas Lactobacillus
rhamnosus SKG 34 yang berbeda. Maltodekstrin menghasilkan total populasi
bakteri 9,01 ± 0,33 log cfu/g; karagenan 5,39 ± 1,03 log cfu/g; dan alginat 3,29 ±
0,13 log cfu/gr. Perlakuan suhu penyajian diberikan pada mikrokapsul dengan
enkapsulan maltodekstrin. Hasil penelitian menunjukkan suhu penyajian
memberikan hasil yang berbeda terhadap viabilitas bakteri Lactobacillus
rhamnosus SKG 34. Dimana pada suhu 45°C diperoleh viabilitas bakteri sebanyak
8,51 ± 0,14 log cfu/ml; pada suhu 50°C diperoleh viabilitas 8,27 ± 0,22 log cfu/ml;
pada suhu 55°C diperoleh viabilitas 7,60 ± 0,31 log cfu/ml; pada suhu 60°C
diperoleh viabilitas 5,92 ± 0,26 log cfu/ml; pada suhu 65°C diperoleh viabilitas 4,22
± 0,40 log cfu/ml; pada suhu 70°C diperoleh viabilitas 2,62 ± 0,28 log cfu/ml; dan
pada suhu 75°C tidak terdapat bakteri yang tumbuh.
Disimpulkan bahwa jenis enkapsulan yang mampu memberikan viabilitas
tertinggi setelah mikroenkapsulasi adalah maltodekstrin dengan total populasi
L.rhamnosus SKG 34 dalam mikrokapsul rata – rata 1,24 x 109 ± 0,33 cfu/gr. Suhu
penyajian mampu 45℃ menghasilkan viabilitas bakteri L.rhamnosus SKG 34
tertinggi dengan populasi rata – rata 3,37 x 108 ± 0,14 cfu/ml. Pada suhu maksimal
55℃ viabilitas L.rhamnosus SKG 34 dapat bertahan dalam jumlah yang dibutuhkan
agar dapat memberi efek fungsional bagi tubuh (4,78 x 107 ± 0,31cfu/ml).
vi
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi ini telah mendapat persetujuan dosen pembimbing:
Menyetujui,
Mengetahui
Dekan Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Udayana
Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, MS.
NIP. 19591107 198603 1 004
Tanggal Lulus:
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Komang Ayu Nocianitri, M.Agr.Sc
NIP. 19680308 199512 2 001
Ir. Agus Slamet Duniaji, M.Si
NIP. 19570816 198503 1 002
vii
RIWAYAT HIDUP
Adiel Kunti Permatasari dilahirkan di Kediri, Jawa Timur pada tanggal 4
November 1993. Penulis merupakan anak pertama dari pasangan Adi Widodo dan
Elyzabeth Tuanty Dewi, dan kakak dari Andreas Dewa Aditya Putra. Penulis
tinggal di BTN Gema Mas, Banjar Jasri, Desa Belega, Kecamatan Blahbatuh,
Gianyar, Bali.
Penulis memulai pendidikan di TK Katolik Budi Luhur, Nganjuk, Jawa
Timur pada tahun 1997 – 1999. Penulis kemudian menamatkan pendidikan sekolah
dasar pada tahun 2005 di SD N Karangasem, Yogyakarta. Pendidikan tingkat
pertama penulis ditempuh dari tahun 2005 – 2008 di SMP N 1 Depok, Sleman,
Yogyakarta. Pada tahun 2008 – 2011, penulis menempuh pendidikan menengah
atas di SMA N 1 Tampaksiring, Gianyar, Bali. Penulis terdaftar sebagai mahasiswa
Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana
pada tahun 2011 melalui jalur SNMPTN. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif
di berbagai organisasi dan kepanitiaan mulai dari tingkat Jurusan hingga
Universitas. Penulis pernah menjabat sebagai anggota Departemen Hubungan
Masyarakat, HIMAITEPA (Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan)
periode 2012 – 2013 dan Kepala Departemen Hubungan Masyarakat di Badan
Legislatif Mahasiswa, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Penulis
juga pernah menjuarai beberapa kompetisi, antara lain: Juara III Marching Band
Terbaik se-Indonesia GPMB 2012, Juara I Mahasiswa Berprestasi FTP 2014, dan
Juara III Mahasiswa Berprestasi Universitas Udayana 2014.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Viabilitas
Lactobacillus rhamnosus SKG 34 dalam Berbagai Enkapsulan dan Suhu
Penyajian” dengan baik. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi pada Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.
Keberhasilan penulis tidak hanya didasarkan atas kerja keras penulis tapi
juga berkat dukungan finansial dan moril yang penulis terima dari awal dimulainya
penelitian ini hingga akhir. Untuk itu, penulis pada kesempatan ini mengucapkan
terimakasih sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Ir. KA. Nocianitri, M.Agr.Sc., selaku dosen pembimbing I yang
selalu mengarahkan, membina, dan memotivasi penulis
2. Bapak Ir. Agus Slamet Duniaji, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang
membimbing penulis selama penyusunan skripsi
3. Bapak Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana, Ketua
Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian,
Universitas Udayana, Kepala Laboratorium Biosains dan Bioteknologi,
Universitas Udayana yang selalu mendukung penulis untuk segera
menyelesaikan studi
4. Bapak I Nengah Sujaya, Ph.D., Ibu Ni Wayan Nursini, S.TP., MP., Ibu
Yeanly Wuena Pinaria, S.Pi., M.Si., dan Ibu Trisna Dhamayanti, S.Hut.,
MP., yang telah membantu penulis selama melaksanakan penelitian di
Laboratorium Biosains dan Bioteknologi, Universitas Udayana
5. Ayah, Bunda, dan Adith yang telah banyak memberikan perhatian,
semangat, dan dukungan finansial selama penulis melaksanakan
penelitian dan penulisan skripsi
6. Teman – teman mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian 2011, Bhanu,
Laura, Erik, Citra, Lisa, Panji, Kayana, Dayu Adi, Brahmantara, Iqbal
dan teman – teman Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan
ix
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, untuk itu kritik dan
saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga
skripsi yang telah penulis susun ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bukit Jimbaran, Agustus 2015
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
ABSTRAK ........................................................................................................ ii
ABSTRACT ...................................................................................................... iii
RINGKASAN ................................................................................................... iv
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. vi
RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 3
1.3. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 3
1.4. Hipotesis ................................................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Bakteri Asam Laktat ................................................................................ 6
2.2. Probiotik ................................................................................................... 8
2.3. Lactobacillus rhamnosus SKG 34 ........................................................... 12
2.4. Mikroenkapsulasi ..................................................................................... 13
2.5. Enkapsulan ............................................................................................... 17
2.5.1. Maltodekstrin ..................................................................................... 18
2.5.2. Karagenan ......................................................................................... 20
2.5.3. Alginat ................................................................................................ 22
III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................. 24
3.2. Bahan dan Alat ......................................................................................... 24
3.2.1. Bahan ................................................................................................. 24
3.2.2. Alat ..................................................................................................... 24
xi
3.3. Rancangan Penelitian ............................................................................... 25
3.4. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................. 25
3.4.1. Penelitian Tahap I .............................................................................. 25
3.4.1.1. Penyegaran Isolat L. rhamnosus SKG 34 ................................... 25
3.4.1.2. Konfirmasi Isolat L. rhamnosus SKG 34 ..................................... 26
3.4.1.2.1. Uji Katalase ............................................................................ 26
3.4.1.2.2. Cat Gram ................................................................................ 26
3.4.1.2.3. Uji Gas ................................................................................... 27
3.4.1.3. Pembuatan Massa Sel L. rhamnosus SKG 34 .............................. 27
3.4.1.4. Proses Mikroenkapsulasi L.rhamnosus SKG 34 .......................... 27
3.4.1.4.1. Mikroenkapsulasi dengan Maltodekstrin ............................... 27
3.4.1.4.2. Mikroenkapsulasi dengan Karagenan .................................... 29
3.4.1.4.3. Mikroenkapsulasi dengan Alginat ......................................... 29
3.4.2. Penelitian Tahap II (Perlakuan berdasarkan Suhu Penyajian) ........ 33
3.5. Variabel yang Diamati ................................................................................ 33
3.5.1. Penelitian Tahap I .............................................................................. 33
3.5.1.1. Rendemen ..................................................................................... 33
3.5.1.2. Bentuk Mikrokapsul ..................................................................... 33
3.5.1.3. Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 setelah Mikroenkapsulasi ........ 33
3.5.2. Penelitian Tahap II (Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 pada berbagai
Suhu Penyajian) ................................................................................ 34
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Penelitian Tahap I .................................................................................... 36
4.1.1. Rendemen ........................................................................................... 36
4.1.2. Bentuk Mikrokapsul ........................................................................... 37
4.1.3. Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 setelah Mikroenkapsulasi .............. 39
4.2. Penelitian Tahap II (Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 pada berbagai
Suhu Penyajian) ....................................................................................... 40
V.KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 42
5.2. Saran .......................................................................................................... 42
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 43
LAMPIRAN ..................................................................................................... 49
xii
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
1. Efek Probiotik dan Mekanismenya dalam Tubuh…………... 9
2. Jumlah Rendemen dalam Berbagai Enkapsulan……………... 36
3. Viabilitas L.rhamnosus SKG 34 dalam Berbagai Enkapsulan... 39
4. Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 pada Berbagai Suhu
Penyajian……………………………………………………... 40
xiii
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
1. Mikrokapsul berdasarkan Morfologinya (Sri et al.,
2012………………………………………………………….. 12
2. Struktur Maltodekstrin (Lubis, 2011)………………………... 19
3. Struktur Kimia Alginat (Istiyani, 2008)……………………… 22
4. Diagram Alir Proses Mikroenkapsulasi L. rhamnosus SKG 34
dalam Maltodekstrin (Bylaite et al., 2001 dalam Nocianitri et
al., 2013)……………………………………………………...
28
5. Diagram Alir Proses Mikroenkapsulasi L. rhamnosus SKG 34
dalam Karagenan (Adhikari dalam Setijawati et al., 2011
yang dimodifikasi)……………………………………………
31
6. Diagram Alir Proses Mikroenkapsulasi L. rhamnosus SKG 34
dalam Alginat (Purwandhani et al., 2007 yang dimodifikasi)..
32
7. Mikrokapsul perlakuan Maltodekstrin (a), Karagenan (b), dan
Alginat (c)…………………………………………………….
38
8. Pertumbuhan positif Lb. rhamnosus SKG 34 dalam media
MRS sebelum di vortex (a) dan setelah divortex (b)…………
51
9. Uji Gas dengan metode Hot Loop............................................ 51
10. Bentuk Morfologi Lactobacillus SKG 34 dengan perbesaran
1000x…………………………………………………………
51
11. Bakteri L. rhamnosus SKG34 dalam media MRS A………… 52
12. Pembuatan Larutan Enkapsulan dengan Metode Emulsi …… 52
13. Pengeringan dengan Freeze Dryer…………………………… 52
14. Mikrokapsul maltodekstrin (a), karagenan (b), dan alginat (c)
hasil pengeringan dengan freeze dryer………………………. 53