KETAHANAN DAN VIABILITAS Lactobacillus plantarum YANG DIENKAPSULASI DENGAN SUSU SKIM DAN GUM ARAB SETELAH PENGERINGAN DAN PENYIMPANAN
HENI RIZQIATI F 251020021
SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Heni Rizqiati
Program Studi : Ilmu Pangan NRP
: F251020021
Asal Instansi
: Fakultas Peternakan U niversitas Diponegoro Semarang
NIP
: 132232284
Alamat asal
: Jl. Satria Utara 4 no : 44 Semarang 50171
menyatakan dengan sebenarnya, bahwa : judul, isi dan data hasil penelitian di dalam proses penyusunan dan penulisan tesis ini merupakan hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dari komisi pembimbing dan belum pernah dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Oktober 2006
Heni Rizqiati NRP. F251020021
ABSTRAK HENI RIZQIATI. Ketahanan dan Viabilitas Lactobacillus plantarum yang Dienkapsulasi dengan Susu Skim dan Gum Arab Setelah Pengeringan dan Penyimpanan. Dibimbing oleh BETTY SRI LAKSMI JENIE, NOVIK NURHIDAYAT dan C.C. N URWITRI. Probiotik adalah suplemen berupa mikroba hidup yang memberi keuntungan bagi kesehatan pencernaan manusia dalam jumlah yang cukup (107 -109 cfu/g). (Fuller 1999). Dalam sistem pencernaan, probiotik menghadapi beberapa hambatan diantaranya keberadaan pH yang rendah dan adanya garam empedu. Untuk mengatasi kendala diatas dan untuk meningkatkan viabilitas probiotik maka perlu perlindungan dengan cara enkapsulasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh bahan enkapsulasi probiotik L. plantarum yang mampu melindungi probiotik selama pengeringan (spray drying), dalam kondisi pH rendah (pH 2,0) dan garam empedu (3%) serta selama penyimpanan satu bulan pada suhu rendah (4 oC) dan suhu kamar. Penelitian meliputi empat tahap, yaitu seleksi probiotik tahan panas, produksi kultur dan biomasa se l probiotik, enkapsulasi dengan metode spray drying, serta penyimpanan mikrokapsul probiotik. Pada pengujian ketahanan panas diperoleh dua isolat yang mempunyai ketahanan panas tertinggi, yaitu L. plantarum sa28k dan L. plantarum mar8. Kultur probiotik baik L. plantarum sa28k dan L. plantarum mar8 yang dienkapsulasi dalam bentuk biomasa menghasilkan ketahanan setelah spray drying dan viabilitas setelah disimpan satu bulan pada suhu rendah dan suhu kamar yang lebih baik dari pada dalam bentuk suspensi, tetapi pada ketahanan pH rendah (pH 2,0) dan garam empedu (3%) tidak berbeda nyata. Bahan enkapsulasi susu skim, gum arab dan kombinasi susu skim gum arab menghasilkan ketahanan setelah spray drying , viabilitas setelah penyimpanan selama satu bulan pada suhu rendah (4 oC) dan suhu kamar, serta ketahanan pada pH rendah (pH 2,0) dan garam empedu (3%) yang tidak berbeda nyata secara statistik. Penggunaan galur L. plantarum sa28k dan L. plantarum mar8, tidak berbeda nyata secara statistik untuk semua perlakuan. Pada perlakuan spray drying, L. plantarum mengalami penurunan sel berkisar 0,7-1,2 log cfu/g, dengan populasi akhir sekitar 107-10 9 cfu/g berat kering. Penurunan sel setelah penyimpanan satu bulan pada suhu rendah (4 oC) sebesar 2,4 log cfu/g, dengan populasi akhir sekitar 104-107 cfu/g berat kering, sedangkan pada suhu kamar terjadi penurunan sebesar 4,8 log cfu/g, dengan populasi akhir sekitar 10 2-105 cfu/g berat kering. Pada pengujian ketahanan terhadap pH rendah (pH 2,0) penurunan sel sebesar 2,4 log cfu/g, dengan populasi akhir sekitar 104-10 6 cfu/g berat kering, dan pada sel bebas penurunannya sebesar 4,3 log cfu/g. Sedangkan pada garam empedu penurunan sel sebesar 1,6 log cfu/g, dengan populasi akhir sekitar 105-107 cfu/g berat kering, dan pada sel bebas penurunannya sebesar 2,7 log cfu/g. Total kapang khamir pada mikrokapsul sekitar 1,2-1,9 log cfu/g. Hasil pemeriksaan dengan SEM menunjukkan mikrokapsul secara umum berbentuk bulat dengan permukaan yang retak-retak, tidak rata atau terdapat lipatan yang dalam pada permukaannya. Ukuran dari mikrokapsul bervariasi, yaitu berkisar antara 5-12 µm.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2006 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya
KETAHANAN DAN VIABILITAS Lactobacillus plantarum YANG DIENKAPSULASI DENGAN SUSU SKIM DAN GUM ARAB SETELAH PENGERINGAN DAN PENYIMPANAN
HENI RIZQIATI
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
Judul Tesis
:
Nama Mahasiswa NRP
: :
Ketahanan dan Viabilitas Lactobacillus plantarum yang Dienkapsulasi dengan Susu Skim dan Gum Arab Setelah Pengeringan dan Penyimpanan. Heni Rizqiati F251020021
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS Ketua
Dr. Novik Nurhidayat Anggota
Ir. C.C. Nurwitri, DAA Anggota
Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS
Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS
Tanggal Ujian :
Tanggal Lulus :
6 September 2006
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya serta kemudahan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pangan, Sekolah Pascasarjana IPB. Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS., Bapa k Dr. Novik Nurhidayat dan Ibu Ir. C.C. Nurwitri, DAA selaku komisi pembimbing yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sejak awal penelitian hingga akhir penulisan tesis ini. 2. Pusat Penelitian Biologi, Lembaga Ilmu Penelitian Indonesia yang telah memberikan dana penelitian ini. 3. Rektor dan Pembantu Rektor IPB, Dekan Sekolah Pasca Sarjana IPB, Dekan dan Wakil Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan IPB, Ketua Program Studi Ilmu Pangan IPB atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan S2 di IPB. 4. Rektor Universitas Diponegoro, Dekan Fakultas Peternakan UNDIP, Ketua Jurusan Produksi Ternak serta Ketua Program Studi Teknologi Hasil Ternak atas ijin dan kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan S2 di IPB. 5. Direktur Jenderal Pendidikan Tinggi atas dukungan beasiswa BPPS selama masa studi. 6. Suamiku Ali Fauzi yang telah banyak membantu baik dalam bentuk moril maupun materiil serta kedua buah hatiku tercinta Shaquilla dan abyan yang selalu mengerti dengan kesibukanku untuk menyelesaikan studi. 7. Keluarga besar Bpk. Moh Rosjidin, Ch dan Ibu Mariyah di Semarang dan keluarga besar Ibu Isti Qomariah di Jakarta, serta kakak dan adik tercinta (Mbak Hesti, Mas Agung, Husni, Husin, Ghofar, Eti dan Ade), atas doa dan kasih sayangnya yang tiada pernah putusnya kepada penulis. 8. Ibu Nery, Ibu Ani, Ibu Erna dan Teh Ratih, dan seluruh warga Laboratorium Biosistematika dan Genetika Mikrobiologi, Pusat Penelitian Biologi, Lembaga Ilmu Penelitian Indonesia atas kebersamaan, bantuan dan doanya. 9. Mbak Ari, Indri, Ida dan teman-teman IPN-2002/2003 serta semua pihak yang telah membantu penulis selama menyelesaikan penelitian dan tesis ini. Bogor, Oktober 2006 Heni Rizqiati
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Semarang pada tanggal 3 Januari 1974 sebagai anak kedua dari lima bersaudara dari ayah Moh. Rosjidin Ch dan ibu Mariyah. Penulis telah menikah dengan Ali Fauzi pada tahun 2000, dan mempunyai 2 putra Mohamad Shaquilla Anfasa Fauzi dan Mohamad Abyan Wijdanatha Fauzi. Jenjang pendidikan yang ditempuh yaitu pada tahun 1992 lulus dari SMU Negeri 1 Semarang dan pada tahun yang sama diterima menjadi mahasiswa Produksi Ternak Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro Semarang. Pada tahun 1999 penulis diterima menjadi Staf Pengajar di Program Studi Teknologi Hasil Ternak Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro dan pada tahun 2002 penulis mengikuti pendidikan Program Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pangan, Sekolah Pascasarjana IPB.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI.................................................................................................. i DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
ii
DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................
iii
PENDAHULUAN Latar Belakang ...................................................................................... Tujuan Penelitian ..................................................................................
1 2
TINJAUAN PUSTAKA Bakteri Asam Laktat ............................................................................. Probiotik................................................................................................ Enkapsulasi ...........................................................................................
3 4 10
METODOLOGI UMUM Waktu dan Tempat Penelitian............................................................... Bahan dan Alat Penelitian..................................................................... Pelaksanaan Penelitian.......................................................................... Analisis.................................................................................................. Daftar Pustaka .......................................................................................
15 15 16 19 23
ENKAPSULASI Lactobacillus plantarum DENGAN SUSU SKIM DAN GUM ARAB SERTA KETAHANANNYA SETELAH SPRAY DRYING DAN VIABILITASNYA SELAMA PENYIMPANAN Abstract................................................................................................. Pendahuluan.......................................................................................... Bahan dan Metode ................................................................................ Hasil dan Pembahasan .......................................................................... Kesimpulan ........................................................................................... Daftar Pustaka .......................................................................................
27 27 28 33 43 45
KARAKTERISTIK DAN KETAHANAN MIKROKAPSUL PROBIOTIK Lactobacillus plantarum YANG DIENKAPSULASI DENGAN SUSU SKIM DAN GUM ARAB TERHADAP pH RENDAH DAN GARAM EMPEDU Abstract................................................................................................. Pendahuluan.......................................................................................... Bahan dan Metode ................................................................................ Hasil dan Pembahasan .......................................................................... Kesimpulan ........................................................................................... Daftar Pustaka .......................................................................................
47 47 48 52 58 59
PEMBAHASAN UMUM..............................................................................
61
KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................
64
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Diagram alir enkapsulasi probiotik dengan metode spray drying .............
18
2 Grafik hasil uji ketahanan panas probiotik ................................................
33
3 Grafik ketahanan setelah spray drying mikrokapsul probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar 8 (b) pada beberapa bahan enkapsulasi ................................................................................................
35
4 Grafik viabilitas mikrokapsul probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar 8 (b) pada beberapa bahan enkapsulasi setelah disimpan 1 bulan pada suhu rendah (4o C) ...............................................
38
5 Grafik viabilitas mikrokapsul probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar 8 (b) pada beberapa bahan enkapsulasi setelah disimpan 1 bulan pada suhu kamar ............................................................
41
6 Grafik kadar air mikrokapsul probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar 8 (b) pada beberapa bahan enkapsulasi..................
43
7 Grafik ketahanan terhadap pH rendah (pH 2,0) mikrokapsul bakteri probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar8 (b) pada beberapa kombinasi bahan enkapsulasi.....................................................
53
8 Grafik ketahanan terhadap garam empedu mikrokapsul probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar8 (b) pada beberapa kombinasi bahan enkapsulasi.....................................................................
55
9 Grafik total kapang khamir mikrokapsul probiotik L. plantarum sa28k (a) dan L. plantarum mar8 (b) pada beberapa kombinasi bahan enkapsulasi ................................................................................................
56
10 Mikrokapsul yang dilihat dengan scanning electron microscope (perbesaran 3500x - lebar : 37,7 µm).........................................................
57
