Fermentasi Asam Laktat untuk Ekstraksi Karotenoid dari Wortel (Daucus carota) dan Kulit Pisang Ambon (Musa paradisiaca)
Tesis
Diajukan kepada Program Pascasarjana Magister Biologi untuk Memperoleh Gelar Magister Sains (Biologi) (M.Si.)
Oleh: Kristiawan Prasetyo Agung Nugroho NPM: 422010003
Program Pascasarjana Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2012
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TESIS UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama NPM Program Studi Fakultas Jenis Karya
: : : : :
Kristiawan Prasetyo Agung Nugroho 422010003 Magister Biologi Biologi Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada UKSW hak bebas royalti non-eksklusif (non-exclusive royality free right) atas tesis saya yang berjudul: Fermentasi Asam Laktat untuk Ekstraksi Karotenoid dari Wortel (Daucus carota) dan Kulit Pisang Ambon (Musa paradisiaca) Dengan hak bebas royalti non-eksklusif ini, UKSW berhak menyimpan, mengalihmediakan atau mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data, dan merawat karya ilmiah saya. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Dibuat di : Salatiga Pada tanggal : 7 September 2012 Yang menyatakan,
Kristiawan Prasetyo Agung Nugroho, S.Si. Mengetahui,
Ir. Jacob L.A. Uktolseja, M.Sc.
Ir. Agus Sasongko, M.Si.
Pembimbing
Pembimbing
Abstrak Karotenoid dari wortel (Daucus carota Linn.) dan kulit pisang ambon (Musa paradisiacal Linn.) dapat diekstraksi secara ramah lingkungan dengan menggunakan bakteri asam laktat sebagai inokulan yang berasal dari cairan terfermentasi (CT). Tujuan penelitian adalah untuk memanfaatkan wortel dan kulit pisang ambon sebagai sumber karotenoid dengan cara fermentasi asam laktat. Wortel atau kulit pisang dipotong kecil-kecil, ditambahkan air (1:5 w/v); dicampur, dan disaring. Filtrat ditambahkan dengan glukosa sebesar 2%, kemudian diinkubasikan selama 48 jam untuk membuat cairan terfermentasi (CT). Untuk membuat bubur, 150 g potongan wortel atau kulit pisang dicampur dengan air (1:1 v/w untuk kontrol dan 1:20 v/w untuk perlakuan), selanjutnya dihancurkan hingga menjadi bubur. Pada masing-masing bubur, ditambahkan sebanyak 2% gula pasir; hanya perlakuan ditambahkan 10% CT. Bubur diinkubasikan secara anaerob selama 6 hari pada suhu ruang. Hasil penelitian menunjukkan warna oranye dalam sel wortel dan kuning dalam sel kulit pisang dapat keluar, lalu masuk ke dalam fase air. Pengukuran pH fase air di bawah 4 yang menunjukkan fermentasi asam laktat dapat berlangsung baik. Aroma asam dapat tercium dengan jelas pada masing-masing perlakuan fermentasi. Rata-rata hasil kandungan karotenoid pada sampel wortel (56,48 g/L) 32 kali lebih banyak dibandingkan dengan kontrol (1.76 g/L). Kandungan karotenoid pada perlakuan kulit pisang sebesar (56.59 g/L) 26.40 kali lebih banyak dibandingan dengan kontrol (2.14 g/L). Kesimpulan penelitian adalah karotenoid dalam wortel dan kulit pisang dapat diekstraksi menggunakan bakteri asam laktat yang berasal dari cairan terfermentasi (CT). Karotenoid dari wortel dan kulit pisang berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber karotenoid dalam campuran pakan ikan sidat (Anguilla spp.). Anguilla spp. memiliki kandungan karotenoid yang baik untuk dikonsumsi. Kata Kunci : kulit pisang, wortel, karotenoid, bakteri asam laktat, fermentasi, cairan terfermentasi, Anguilla spp.
i
Abstract Carotenoid of carrot (Daucus carota) and banana (Musa paradisiaca) peels can be extracted ecologically friendly using lactic acid bacteria as inoculants derived from previously fermented juice (PFJ). The research objective was to utilise carrot and banana peel as a source of carotenoids using lactic acid fermentation. Carrot or banana peel was cut into small pieces, added with water (1:5 w/v); blended, and filtered. Filtrates were added 2% glucose; then incubated for 48 hours respectively to make PFJ. To make slurry, 150 g cutting of carrot or banana peel was mixed with water (1:1 v/w for control and 1:20 v/w for treatment), subsequently crushed them into slurry. To each slurry, 2% sugar cane was added; only for treatments 10% PFJ were added. The slurries were incubated anaerobically for 6 days at the room temperature. The results show that the orange substances from carrot cells and yellow ones from banana peel cells can be moved to outside cells, and then gathered to water phase. The treatment pH of water phase was just below 4 to indicate that lactic acid fermentation occurred well. The lactic acid aroma was strongly smelled from each treatment. On average, the carrot carotenoid content of treatment (56.48 g/L) was 32 times higher compared to that of control (1.76 g/L). The banana peel carotenoid content of treatment (56.59 g/L) was 26.40 times as high as that of control (2.14 g/L). In conclusion, carotenoid of carrot and banana peels can be extracted using lactic acid bacteria derived from PFJ. Carotenoids from carrot and banana peel could potentially be used as a source of carotenoid in the feed mixture of fish eel (Anguilla spp.). Anguilla spp. contained carotenoid which is good to consumed. Keywords: banana peel, carrot, carotenoid, lactic acid bacteria, fermentation, previously fermented juice, Anguilla spp.
ii
Prakata Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus karena dengan penyertaan dan kasih-Nya, penulis dapat melaksanakan
kegiatan
publikasi ilmiah, dan yang
berjudul
perkuliahan,
penelitian,
menyelesaikan penulisan tesis
“Fermentasi
Asam
Laktat
untuk
Ekstraksi Karotenoid dari Wortel (Daucus carrota) dan
Kulit
Pisang
Ambon
(Musa
paradisiaca)”.
Penulisan tesis ini dilakukan guna memperoleh gelar Magister Sains dalam bidang Biologi. Perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima
kasih
mendukung maupun
kepada dan
beberapa
memberikan
semangat
selama
pihak
yang
bantuan, penulis
turut
baik
doa
menjalankan
penelitian dan publikasi ilmiah. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: 1. Bapak
Ir.
Jacob
L.A.
Uktolseja,
M.Sc.,
selaku
pembimbing utama yang telah mengarahkan dan membimbing
penulis
selama
pelaksanaan,
penulisan,
masa
hingga
persiapan,
publikasi
hasil
penelitian, dan tesis. 2. Bapak Ir. Agus Sasongko, M.Si., dari Balai Besar Pengembangan Sukabumi
Budidaya
selaku
pembimbing
Air
pembimbing
lapangan
yang
Tawar
(BBPBAT)
kedua
sekaligus
membantu
dalam
penelitian di BBPBAT Sukabumi dan memberikan informasi
serta
referensi
terkait
dengan
topik
penelitian. 3. Bapak Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Magister Biologi UKSW iii
yang memberikan dukungan moril bagi penulis untuk menyelesaikan tesis. 4. Segenap dosen dan pengajar di lingkungan Magister Biologi, terima kasih atas pengajaran, dukungan, dan kerja sama yang telah diberikan selama ini. 5. Balai
Besar
Pengembangan
Budidaya
Air
Tawar
(BBPBAT) Sukabumi. 6. Laboran dan pegawai di Fakultas Biologi dan Magister Biologi, Mbak Dian, Mas Joko, Mas Supri, Mas Tri, Masya, Yulindra, dan Mbak Lia. 7. Keluarga di Sukabumi dan Yogyakarta, Babeh Agus, Mamih Eko, Nila, dan Nuel, terima kasih untuk setiap doa dan dukungan yang diberikan. 8. Sahabat, teman-teman, Tim TALENTA, teman-teman kos Sumopuro Lor 10 dan Kalimangkak, Fakultas Biologi dan Magister Biologi, terkhusus untuk MB angkatan 2010, terima kasih untuk kebersamaannya selama ini. 9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, diucapkan banyak terima kasih. Penulis
menyadari
ada
kekurangan
dalam
penyampaian isi dari hasil penelitian ini. Kiranya para pembaca dapat memberikan kritik maupun masukkan bagi
penulis.
Semoga
hasil
penelitian
ini
dapat
digunakan sebagai referensi bagi rekan-rekan Magister Biologi UKSW atau bagi yang memerlukannya. Tuhan memberkati. Salatiga, September 2012 Penulis iv
Daftar Isi Abstrak ………………………………………………………..
i
Abstract ……………………………………………………….
ii
Prakata ………………………………………………………..
iii
Daftar Isi ……………………………………………………..
v
Daftar Tabel ………………………………………………….
vii
Daftar Gambar ………………………………………………
viii
Bab I. Pengantar ………………………..………………….
1
A. Latar Belakang ………….………….…..……….…..
1
B. Tujuan Penelitian …………………….….………….
2
Bab II. Tinjauan Pustaka ………..……………..………..
4
A. Kandungan Karotenoid …………...……...............
4
B. Manfaat Karotenoid …………………….……….…..
5
C. Limbah Kulit Pisang …………………..……....…….
5
D. Fermentasi Asam Laktat ………….……..……...…
8
E. Ekstraksi Karotenoid dengan Pelarut Kimia …...
8
Bab III. Bahan dan Metode …….…………………………
10
A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ………….…......
10
B. Alat dan Bahan ………………………….…….……..
10
1. Alat ……………………………………………………
10
2. Bahan ………………………..………….…..………
10
C. Metode …………………………………….…………….
11
1. Pembuatan Cairan Terfermentasi ……………..
11
2. Pembuatan Bubur ………………………….……..
11
3. Pengambilan Sampel dan Pengukuran pH ….
12
4. Uji Karotenoid Total …………..……..……………
12
D. Analisis Data …………….…………….………….…..
13
Bab IV. Hasil dan Pembahasan ……..…………….……
14
A. Hasil Penelitian ………………..……………………..
14 v
B. Pembahasan ……………….………….………………
16
Bab V. Kesimpulan dan Saran …..……………...………
20
A. Kesimpulan ………………………….…………………
20
B. Saran ………………………………..……….….………
20
Daftar Pustaka ……………..………………..……………..
21
vi
Daftar Tabel Tabel 1.
Analisa pH serta karotenoid total dan kulit
pisang ambon …………………………..………. 14
vii
Daftar Gambar Gambar 1.
Perbandingan warna karotenoid hasil
ekstraksi pada kontrol (kiri) dan setelah fermentasi (kanan) pada sampel wortel (a) dan kulit pisang ambon (b) ……...….. 15
viii
