18

FIKOSIANIN :PEWARNA ALAMI DARI BLUE GREEN MICROALGA SPIRULINA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMTEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun oleh:Nama : Vicky Widia Yusrina NIM : 13.70.0146Kelompok C4

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

Acara IV

20152

1. MATERI METODE

1.1. Materi1.1.1. AlatAlat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain alat pengering (oven), pengaduk/stirrer, centrifuge, plate stirrer.

1.1.2. BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah biomassa Spirulina basah atau kering, aquades, dan dekstrin.

1.2. Metode

BiomassaSpirulinadimasukkandalamerlenmeyer

Dilarutkandalamaqua destilata (1 : 10)

1

Diadukdenganstirrer 2 jam

Disentrifugasi 5000 rpm, 10 menithinggadidapatendapandan supernatant.

Supernatandiencerkansampaipengenceran 10-2dandiukurkadarfikosianinnyapadapanjanggelombang 615 nm dan 652 nm

Supernatandiambil 8 ml danditambahdekstrindenganperbandingansupernatan :dekstrin = 1 : 1 (kelompok C1-C3), sedangkankelompok C4-C5 menggunakanperbandingan 8 : 9

Dicampurmeratadandituangkewadah

Diovenpadasuhu 50C hinggakadar air 7%

2

3

Didapatadonankering yang gempal

4

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan mengenai OD, Konsentrasi Fikosianin (KF), Yield, danwarna dapat dilihat pada Tabel 1.Tabel 1. Pengukuran OD, KF, Yield, dan Warna Fikosianin.

KelBerat Jumlah AquadesTotal FiltratOD 615OD 652KFYieldWarna

Biomassa Kering(g)yang ditambahkan(ml)yang diperoleh (ml)(mg/ml)(mg/ml)Sebelum diOvenSesudah diOven

C1880560,14900,05752,28015,960++++

C2880560,14600,05942,20715,449++++

C3880560,14370,05742,18115,267++++

C4880560,14100,05932,11414,798+++

C5880560,14400,05882,17515,225+++

Keterangan Warna :+Biru Muda++ Biru+++Biru Tua

Dari tabel hasil pengamatan diatas, dapat diketahui bahwa semua kelompok menggunakan berat biomasa Spirulina kering sebanyak 8 gram, penambahan aquades sebanyak 80 ml dan menghasilkan total filtrat 56 ml. Pada pengukuran OD (Optical Density) dengan panjang gelombang 615 nm, nilai tertinggi dihasilkan oleh kelompok C1 yaitu 0,1490, sedangkan nilai terendah dihasilkan oleh kelompok C4 yaitu 0,1410. Pada pengukuran OD dengan panjang gelombang 652 nm, nilai tertinggi dihasilkan oleh kelompok C2 yaitu 0,0594, sedangkan nilai terendah dihasilkan oleh kelompok C3 yaitu 0,0574. Pada hasil pengukuran KF dan yield, nilai tertinggi dihasilkan kelompok C1 sebesar 2,280 dan 15,960 sedangkan nilai terendah dihasilkan kelompok C4 sebesar 2,114 dan 14,798. Warna fikosianin untuk kelompok C1 sampai C3 sebelum dikeringkan adalah biru sangat tua dan kelompok C4 dan C5 biru tua. Setelah dikeringkan untuk semua kelompok C1 sampai C5 menjadi biru muda.

53. PEMBAHASAN

Menurut Olaizola (2003)mikroalga adalah kelompok organisme yang bersifat heterogen secara ekstrim. Ciri-ciri suatu organisme dikatakan mikroalga adalah ukurannya mikroskopik, uniseluler (namun dapat berkoloni), mempunyai pigmen untuk melakukan fotosisntesis, sebagian besar hidup di perairan, dan dapat juga bersifat fotoautotrof. Menurut jurnal Phycocyanin Sensitizes both Photosystem I and Photosystem II in Cryptophyte Chroomonas CCMP270Cells ( D, Chantal., 2008). fotosintetis mikroalga ini sangat bergantung pada kemampuan untuk menangkap semua panjang gelombang cahaya tampak.Secara filogenetis, mikroalga dapat berupa prokariotik atau eukariotik dan sangat langka. Mikroalga dapat diaplikasikan dalam produk makanan, nutrisi, kosmetik, farmasi, dan bahkan industri bensin. Pewarna alami yang telah dikenal masyarakat Indonesia diantaranyaberasal dari daun, buah, batang, dan umbi-umbian. Warna alami yangada di tumbuhan memiliki berbagai macam khasiat untuk menjaga kesehatan.Bahkan warna-warni alami ini juga memiliki kemampuan untuk menyembuhkansuatu penyakit. Hal ini merupakan potensi yang dapat dikembangkan dari warnaalami yang terdapat pada tanaman (Astawan & Kasih,2008).

Pewarna alami memiliki kelemahan yaitu ketersediaan pewarna alaminya terbatas dan warnanya tidak homogen sehingga kurang cocok digunakan untuk industri makanan dan minuman. Penggunaan pewarna alami untuk produksi dalam jumlah banyak juga dapat meningkatkan biaya produksi. Proses produksi juga akan terhambat karena sifat pewarna alami tidak homogen sehingga sulit menghasilkan warna yang stabil (Syah et al., 2005). Selaindari tanaman tingkat tinggi, bahan pewarna alami juga dapat diperoleh darispesies alga, yaitu tumbuhan tingkat rendah yang hidup di perairan. Spesies algayang mampu menghasilkan bahan pewarna (pigmen) salah satunya adalahSpirulina. Menurut jurnal Extraction and Separation of Phycocyanin from Spirulina using Aqueous Two-Phase Systems of Ionic Liquid and Salt (Zhang, X., et al., 2014)budidaya spirulina sangat berguna mendapatkan polisakarida, -linolenicacid, -karoten, chlorophylla dan terdiri atas fikobiliprotein.

6

7

Spirulina adalah organisme yang termasuk kelompok alga hijau biru (blue-green algae). Spirulina termasuk organisme multiseluer. Tubuhnya berupa filamen berwarna hijau-biru berbentuk silinder dan tidak bercabang (Richmond, 1988). MenurutKamble, S., (2013) Extraction and purification of C-phycocyanin from dry Spirulina powder and evaluating its antioxidant, anticoagulation and prevention of DNA damage activitydi antara protein pada Spirulina, terdiri dari fikobiliprotein yaitu pigmen fotosintetik aksesori yang berguna transfer energi sangat efisien dalam fotosintesis. Protein ini termasuk dalam protein hidrofil, yang dapat digolongkan menjadi tiga kelompok utama yaitu phycocyanin (biru), phycoerythrin (deep merah) dan allophycocyanin (hijau) tergantung pada sifat warna dan absorbansi melekat.

Spirulina berwarna hijau tua di dalam koloni yang besar. Warna hijau tua ini berasaldari klorofil dalam jumlah tinggi. Secara alami, Spirulina mampu tumbuh di perairandanau yang bersifat alkali dan suhu hangat atau kolam dangkal di wilayah tropis.Sedangkan menurut Henrikson (2009), spirulina mengandung protein dalam jumlah yang cukup tinggi. Kandungan protein Spirulina bervariasi dari 50%hingga 70% dari berat keringnya (Richmond, 1988). Spirulina secara alami rendah kolesterol, kalori, lemak, dan sodium. Spirulina mengandung sembilan vitamin penting dan empat belas mineral yang terikat dengan asam amino. Spirulina juga mengandung 4-7% lipid atau lemak dan sebagian besar dalam bentuk asam lemak esensial. Menurut jurnal Kumar, V., 2009) Effect of Blue Green Micro Algae Spirulina) on Cocoon Quantitative Parameters of Silkworm (Bombyx mori L.) spirulina mengandung asam amino seperti glutamin, glycine, histidine, lisin, metionin, creatine, sistein, fenilalanin, serin, prolin, triptofan, asparagin, asam piruvat serta mengandung beberapa vitamin penting seperti biotin, tokoferol, tiamin, riboflavin, niasin, asam folat, asam pyrodozoic, beta-carotene, dan vitamin B12.

Bahan pewarna alami memiliki banyak kelemahan namun bisa dikembangkan karena kesehatan manusia lebih bernilai. Pewarna alami dapat diperoleh dari mikroalga Spirulina fusiformis, yaitu pigmen biru fikosianin.Fikosianin adalah pigmen dominan pada Spirulina. Karakteristik dari pigmen fikosianin yaitu berwarna biru tua yang dapat memancarkan warna merahtua.Spirulina mampu menghasilkan pigmen fikosianin berwarna biru. Pigmenini dapat larut pada pelarut polar seperti air. Zat pewarna alami merupakan salah satu solusi penggunaan bahan pewarna untuk pangan dan kosmetik yang lebih aman ( Carra & hEocha, 1976).Fikosianin dapat bertindaksebagai bahan penyimpan nitrogen karena konsentrasi fikosianin tinggi bila Spirulinaplatensis ditumbuhkan dalam kondisi nitrogen yang optimal. Pigmen fikosianin dapat larut pada pelarut polar seperti air (Boussiba & Richmond,1980).

Untuk melakukan percobaan ini, pertama-tama biomassa spirulina dimasukkan ke Erlenmeyer sebanyak 8 gram kemudian dilarutkan dengan aqua destilata dengan perbandingan 1:10 utnuk kelompok C4 sampai C5, sedangkan untuk kelompok C1 sampai C3 menggunakan perbandingan 8:9. Hal ini dikarenakan fikosianindapat larut dalam pelarut polar. Pernyataan tersebut sesuai dengan teori Syah et al. (2005) yang menyatakan bahwa spirulina mampu menghasilkan pigmen fikosianin berwarna biru. Pigmen ini dapat larut pada pelarut polar seperti air. Setelah itu larutan disentrifugasi 5000 rpm selama 10 menit hingga diperoleh endapan dan supernatant (cairan berisi fikosianin). Silveira et al. (2007) menyebutkan bahwa langkah setelah ekstraksi polar adalah sentrifugasi untuk mengendapkan debris sel dan mengambil pigmen fikosianin yang larut dalam pelarut polar (air).Tujuan sentrifugasi secara umum adalah untuk memisahkan padatan dan cairan sehingga tidak mengganggu proses pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometer.

Kemudian supernatant tersebut diukur kadar fikosianinnya dengan menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm. Hal ini sesuai dengan metode yang digunakan oleh Antelo et al. (2010) menyatakan bahwa supernatan atau filtrat hasil ekstraksi fikosianin dapat diukur dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm. Setelah diukur dengan spektrofotometer, supernatant ditambahkan dekstrin dengan perbandingan supernatant : dekstrin = 1 : 1,25. Tujuan penambahan dekstrin dalam pembuatan pewarna bubuk fikosianin adalah untuk mempercepat pengeringan danmencegah kerusakan akibat panas,melapisi komponen flavour,meningkatkan total padatan, dan memperbesar volume (Murtala,1999). Dekstrin biasanya memiliki viskositas yang rendah, sehingga pemakaian dalam jumlah banyak masih diijinkan, kenaikan konsentrasi dekstrin dari 5-15% akan menurunkan kadar air (Olaizola, 2003). Dekstrin memiliki sifat mudah larut dalam air, lebih cepat terdispersi, tidak kental serta lebih stabil daripada pati (Ribut dan Kumalaningsih, 2004). Setelah supernatan diberi dekstrin, selanjutnya supernatan tersebut dituang ke dalam loyang dan difoto untuk dokumentasi. Setelah itu loyang yang berisi supernatan dimasukkan ke dalam oven pada suhu 45oC hingga kadar airnya kurang lebih 7%.Setelah dikeringkan maka akan terlihat atau terbentuk adonan kering yang gempal, maka perlu dihancurkan dengan mengunakan alat penumbuk hingga berbentuk powder.

Metode pengeringan fikosianin yang dilakukan dalam praktikum ini sudah sesuai dengan teori dari Desmorieux & Decaen (2006), yang menyatakan bahwa pengeringan sebaiknya dilakukan dengan aliran udara dan pemanasan yang dirancang sedemikian rupa hingga suhu berkisar antara 40-60C dan dengan kecepatan udara 1,9 hingga 3,8m/s. Suhu pengeringan di atas 60C akan menyebabkan degradasi fikosianin dan timbulnya reaksi maillard. Kondisi pengeringan secara konfeksi pada lapisan tipis yang paling optimum dilakukan pada kondisi suhu dibawah 40C dan kecepatan udara dibawah dan 2,5m/s. Pengeringan menggunakan cahaya matahari langsung juga dapat dilakukan tetapi tidak direkomendasikan untuk produk bagi konsumsi manusia selain karena dapat menimbulkan aroma yang tidak diinginkan juga dapat meningkatkan jumlah kontaminasi bakteri. Penyimpanan spirulina dilakukan dalam keadaan kering karena spirulina kering tidak mudah terfermentasi (Angka dan Suhartono 2000).

Dapat dilihat dari hasil pengamatan Tabel 1. Diketahui bahwa semua kelompok menggunakan berat biomasa Spirulina pada pengukuran OD (Optical Density) dengan panjang gelombang 615 nm, nilai tertinggi dihasilkan oleh kelompok C1 yaitu 0,1490, sedangkan nilai terendah dihasilkan oleh kelompok C4 yaitu 0,1410. Pada pengukuran OD dengan panjang gelombang 652 nm, nilai tertinggi dihasilkan oleh kelompok C2 yaitu 0,0594, sedangkan nilai terendah dihasilkan oleh kelompok C3 yaitu 0,0574. Pada hasil pengukuran KF dan yield, nilai tertinggi dihasilkan kelompok C1 sebesar 2,280 dan 15,960 sedangkan nilai terendah dihasilkan kelompok C4 sebesar 2,114 dan 14,798. Menurut (Fox, 1991)Nilai dari Konsentrasi Fikosianin (KF) serta yield yang berasal dari fikosianin dipengaruhi oleh optical density (OD). Nilai OD ini antara lain dipengaruhi oleh konsentrasi serta kejernihan larutan, di mana semakin larutan berwarna keruh maka ODnya juga akan semakin meningkat. Warnafikosianinuntukkelompok C1 sampai C3 sebelumdikeringkanadalahbiru sangat tua dan kelompok C4 dan C5 biru tua. Setelah dikeringka nuntuk semua kelompok C1 sampai C5 menjadi biru muda. Adanya perbedaan hasil pada tiap kelompok ini disebabkan oleh beberapa hal, seperti misalnya suhu pengeringan. Ketika proses pengeringan, suhu yang digunakan dapat mempengaruhi mikrokapsul sehingga suhu pengeringan tergantung dari produk yang dikeringkan.

Menurut (Reineccius, 1988), suhu inlet yang tinggi digunakan untuk meningkatkan aliran penguapan dari membran semipermiabel pada permukaan droplet. Rentang suhu inlet yang umumnya aman digunakan dan menghasilkan retensi yang baik adalah 160o-210oC. Selain itu dari hasil pengamatan diperoleh juga warna yang berbeda-beda tiap kelompok dari biru muda hingga biru sangat tua. Hal ini terjadi karena memang ketika dilakukan penambahan bahan pengisi dekstrin untuk pembuatan bubuk pewarna, dimana tujuan penambahan dekstrin ini untuk mempercepat pengeringan dan mencegah kerusakan akibat panas, melapisi komponen flavor, meningkatkan total padatan dan memperbesar volume (Murtala, 1999).

Semakin tinggi konsentrasi dekstrin, warna bubuk yang dihasilkan cenderung semakin putih dan sedikit kecoklatan, dan ini berarti belum ditemukan konsentrasi dekstrin yang optimum. Hal ini juga didukung oleh Mishra et al. (2008) fikosianin seperti pigmen alami pada umumnya, dapat mengalami kerusakan akibat suhu tinggi. Larutan fikosianin mengalami pemudaran warna sebesar 30% setelah penyimpanan 5 hari dan menjadi bening setelah 15 hari pada suhu 35oC. Atau juga dapat diakibatkan kesalahan dalam mencampurkan supernantan dengan dekstrin, pencampuran supernatan dengan dekstrin secara bersamaan dan langsung dapat mengakibatkan pencampuran kurang sempurna sehingga dekstrin juga kurang dapat memerangkap pigmen fikosianin dengan sempurna, akibatnya dekstrin juga kurang dapat melindungi pigmen secara sempurna saat pengeringan berlangsung, hal ini akan memperngaruhi hasil warna akhir bubuk fikosianin menjadi semakin pudar. Menurut jurnal Vitamin A, Nutrition, and Health Values of Algae: Spirulina,Chlorella, and Dunaliella(Tang, G., 2011) alga banyak digunakan untuk dikonsumsi sebagai suplemen makanan, bahan tambahan makanan, serta obat-obatan.

8

12

4. KESIMPULAN

Pigmen atau bahan pewarna dibutuhkan oleh industri pangan untuk mewarnai produk makanan agar lebih menarik. Pewarna alami memiliki kelemahan yaitu ketersediaan pewarna alami terbatas dan warnanya tidak homogen sehingga kurang cocok digunakan untuk industri makanan dan minuman. Spirulina adalah organisme yang termasuk kelompok alga hijau biru (blue-green algae) yang termasuk organisme multiseluer, berwarna hijau tua yang berasal dari klorofil dalam jumlah tinggi. Spirulina mampu menghasilkan pigmen fikosianin berwarna biru. Fikosianin adalah pewarna alami yang merupakan pigmen dominan pada Spirulina dan termasuk kelompok pigmen yang terikat pada protein (biliprotein). Fikosianin dapat dimanfaatkan sebagai pewarna alami dalam bahan pangan maupun non-pangan. Pigmen fikosianin dapat larut pada pelarut polar seperti air. Pengadukan dengan stirrer bertujuan untuk menghomogenkan larutan dan untuk memaksimalkan ekstraksi polar. Tujuan sentrifugasi secara umum adalah untuk memisahkan padatan dan cairan sehingga tidak mengganggu proses pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometer. Hasil ekstraksi fikosianin dapat diukur dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm. Tujuan penambahan dekstrin untuk mempercepat pengeringan dan mencegah kerusakan akibat panas, melapisi komponen flavor, meningkatkan total padatan dan memperbesar volume. Pengeringan fikosianin dilakukan pada suhu 45oC untuk mencegah terjadi nya degradasi fikosianin oleh panas yang terlalu tinggi dan timbulnya reaksi maillard.

Hasil pengamatan diperoleh konsentrasi Fikosianin dan Yield berbeda-beda karena ketika proses pengeringan suhu yang digunakan dapat mempengaruhi mikrokapsul. 13

Semakin tinggi konsentrasi dekstrin, warna bubuk yang dihasilkan cenderung semakin putih dan sedikit kecoklatan.

Semarang, 22 Oktober 2015Praktikan,AsistenDosen,

Vicky Widia Yusrina-Deanna Suntoro13.70.0146-Ferdyanto Juwono14

5. DAFTAR PUSTAKA

Angka SI dan Suhartono MT.(2000). Bioteknologi Hasil-hasil Laut. Bogor : PKSPL-IPB.

Antelo, F. S., Andreia A., Jorge A. V. C. and Susanna J. K. (2010). Extraction and Purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis in Conventional and Integrated Two-Phase Systems. J. Braz. Chem. Soc.

Astawan, Made danKasih, Andreas L. 2008. Khasiat warna-warni Makanan. Gramedia. Pustaka Utama. Jakarta.

Boussiba S and Richmond A. (1980). c-Phycocianin as a storage protein in the blue-green alga Spirulina plantesis. Archives of Microbiology 125, 143-147.

Chantal, D.,B. Alexander Doust (2008). Phycocyanin Sensitizes both Photosystem I and Photosystem II in Cryptophyte Chroomonas CCMP270 Cells . Department of Physics and Astronomy, Faculty of Sciences, Vrije Universiteit, 1081 HV Amsterdam; ySchool of Physics and Centre for Immunology, The University.

Desmorieux H. Decaen N. (2006). Convective drying of Spirulina in thin layer. Journal Of Food Engineering, 77:64-70.

Fox, P. F. (1991). Food Enzymologi Vol 1. Elsevier Applied Sciences. London.

Henrikson, R. 2009. Earth Food Spirulina. Ronore Enterprises, Inc. Hawaii. 188 p.

Kamble, S., Rajendra B., Rimal B. (2013). Extraction and purification of C-phycocyanin from dry Spirulinapowder and evaluating its antioxidant, anticoagulation andprevention of DNA damage activity. Department of Biochemistry, Dr. Babasaheb Ambedkar Marathawada University, Aurangabad (Maharashtra) India.

Kumar, V., Kumar, D. (2009). Effect of Blue Green Micro Algae (spirulina) on Cocoon Quantitative Parameters of Silkworm (Bombyx mori L.). Department of Applied Animal Sciences, Babasaheb Bhimrao Ambedkar Central University, Lucknow, India.Mishra, S. K.; Shrivastav, A and Mishra, S. 2008. Effect of preservatives for food grade C-PC from Spirulina platensis. Process Biochemistry 43:339345.

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.

Olaizola, Miguel. (2003). Commercial Development of Microalgal Biotechnology: From The Test Tube to The Marketplace. Biomolecular Engineering.

Carra P, hEocha C.(1976).Algal Biliproteins and Phycobilins. Goodwin TW, editor.1976. Chemistry and Biochemistry of Plant Pigments. London: Academic press inc. Hal 328-371.

Reineccius, G.A. 1988. Spray-Drying of Food Flavors. Flavor Encapsulation, Washington: Am. Chem. Soc. 55-66.

Ribut, S. dan S. Kumalaningsih, (2004). Pembuatan bubuk sari buah sirsak dari bahan baku pasta dengan metode foam-mat drying. Kajian Suhu Pengeringan, Konsentrasi Dekstrin dan Lama Penyimpanan Bahan Baku Pasta. http://www.pustaka-deptan.go.id.

Richmond A. (1988). Spirulina. Di dalam Borowitzka MA dan Borowitzka LJ, editor. Micro-algal biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press.

Silveira, S. T.; Burkert, J. F. M.; Costa, J. A. V.; Burkert, C. A.V.; Kalil, S. J.; Bioresour. Technol. 2007, 98, 1629.

Syah et al. 2005.Manfaat dan Bahaya Bahan Tambahan Pangan. Bogor: Himpunan Alumni Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

Tang, G., and Paolo, M. (2001). Vitamin A, Nutrition, and Health Values of Algae: Spirulina, Chlorella, and Dunaliella. Jean Mayer USDA Human Nutrition Research Center on Aging at Tufts University, 711 Washington Street,Boston, MA 02111, USA.

Zhang, E., Zhang, F., Luo, G. (2015). Extraction and Separation of Phycocyanin from Spirulina using Aqueous Two-Phase Systems of Ionic Liquid and Salt.The College of Agriculture and Biotechnology, Hexi University, China.

16

156. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan Fikosianin

KF(mg/ml)=

Yield (mg/g)=

Kelompok C1KF = x = 2,280 mg/mlYield = = 15,960 mg/g

Kelompok C2KF = x = 2,207 mg/mlYield = = 15,449 mg/g

Kelompok C3KF = x = 2,181 mg/mlYield = = 15,267 mg/g

17

Kelompok C4 KF(mg/ml)= = 2,114 mg/ml

Yield (mg/g)= = 14,798 mg/g

Kelompok C5KF(mg/ml)= = 2,175 mg/ml

Yield (mg/g)= = 15,225 mg/g

6.2. LaporanSementara6.3. Diagram Alir6.4. AbstrakJurnal