fikosianin_yonathalia_13.70.0008_d2_unika soegijapranata
DESCRIPTION
Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk mengisolasi pigmen fikosianin dan membuat pewarna bubuk dari fikosianin.TRANSCRIPT
Acara IV
FIKOSIANIN:PEWARNA ALAMI DARI “BLUE
GREEN MICROALGA” SPIRULINA
LAPORAN RESMI PRAKTIKUMTEKNOLOGI HASIL LAUT
Disusun oleh:
Nama: Yonathalia Putri Arumi
NIM: 13.70.0008
Kelompok: D2
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG
2015
1. MATERI METODE
1.1. Alat dan Bahan
1.1.1. Alat
Dalam pelaksanaan praktikum ini digunakan peralatan antara lain sentrifuge, pengaduk /
stirrer, alat pengering (oven), dan plate stirrer.
1.1.2. Bahan
Dalam pelaksanaan praktikum ini digunakan bahan-bahan antara lain biomassa spirulina
basah atau kering, aqua destilata, dan dekstrin.
1.2. Metode
1
Biomassa Spirulina ditimbang dalam cawan
Dimasukkan dalam Erlenmenyer.
2
Disentrifugasi 5000 rpm, 10 menit hingga didapat endapan dan supernatant.
Dilarutkan dalam aqua destilata (1 : 10).
Diaduk dengan stirrer ± 2 jam
3
Supernatan diencerkan sampai pengenceran 10-1 dan diukur kadar fikosianinnya pada
panjang gelombang 615 nm dan 652 nm
Dicampur merata dan dituang ke wadah
Supernatan diambil 8 ml dan ditambah dekstrin dengan perbandingan supernatan :
dekstrin = 1 : 1
4
Dioven pada suhu 50°C hingga kadar air ± 7%
Didapat adonan kering yang gempal
Dihancurkan dengan penumbuk hingga berbentuk powder
5
Kadar Fikosianin (mg/g) diukur dengan rumus :
2. HASIL PENGAMATAN
Hasil pengamatan analisa fikosianin dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Analisa Fikosianin
Kel
Berat Biomassa Kering (g)
Jumlah Aquades yang ditambahkan (ml)
Total Filtrat yang diperoleh
OD 615 OD 652KF
(mg/ml)Yield(mg/g)
WarnaSebelum dioven
Sesudah dioven
D1 8 80 55 0,1854 0,1733 0,193 1,327 ++ +D2 8 80 55 0,1914 0,1797 0,199 1,368 ++ +D3 8 80 55 0,1863 0,1843 0,185 1,272 ++ +D4 8 80 55 0,1980 0,1803 0,211 1,451 ++ +D5 8 80 55 0,1687 0,2029 0,136 0,935 ++ +
Keterangan Warna:+ : Biru Muda++ : Biru+++ : Biru Tua
Dari Tabel 1, diketahui bahwa berat biomassa kering yang digunakan sebesar 8 gram, jumlah aquades yang ditambahkan sebanyak 80 ml,
dan total filtrat yang diperoleh sebanyak 55 ml. Nilai OD 615, OD 652, KF, dan Yield yang dihasilkan pada tiap kelompok tidak jauh
berbeda, yakni nilai OD 615 lebih besar dari nilai OD 652, nilai KF berkisar 0,18 mg/ml, dan Yield bekisar 1,3 mg/g, kecuali pada
kelompok D5 dengan nilai OD 615 lebih kecil dari nilai OD 652, nilai KF sebesar 0,136 mg/ml, dan Yield sebesar 0,935 mg/g. Warna yang
dihasilkan sebelum dioven adalah biru, sementara warna yang dihasilkan sesudah dioven adalah biru muda pada seluruh kelompok.
6
3. PEMBAHASAN
Spirulina platensis merupakan salah satu mikroalga golongan Cyanobacteria yang
memiliki biomassa dengan karakteristik nutrisi yang unggul. Spirulina platensis
memiliki kandungan protein yang tinggi dan juga komponen antioksidan yang tinggi
sehingga dapat menurunkan tingkat serum lipid dan meningkatkan kadar HDL dalam
tubuh. Spirulina platensis umumnya digunakan sebagai pewarna alami akibat
kandungan fikobilin didalamnya (Walter, et al., 2011).
Protein fikobilin terdiri dari dimer dengan subunit (a dan b) dari polipeptida berpigmen.
Karakteristik dari protein fikobilin antara lain memiliki fluoresensi tinggi, stabilitas
penyimpanan yang baik pada suhu antara 4 dan 10 ° C, titik isoelektrik (IP) mendekati
4,65, yang membuat protein fikobilin mudah berikatan dengan antibodi dan protein lain
secara konvensional tanpa mengubah karakteristik spektral, memiliki koefisien molar
absorbansi dan emisi yang tinggi, serta stabilitas oligomer dan stabilitas cahaya yang
tinggi (Walter, et al., 2011). Protein fikobilin yang merupakan pigmen dengan warna
cerah berfungsi sebagai penangkap cahaya yang digunakan untuk bahan bakar proses
fotosintesis dalam mikroalga Spirulina. Protein fikobilin yang berasal dari mikroalga
umumnya diklasifikasikan ke dalam 3 kelompok utama yaitu fikoeritrin, alofikosianin,
dan fikosianin. Pigmen yang mendominasi dalam kelompok protein fikobilin adalah
fikosianin (Zhang, et al., 2015).
Fikosianin merupakan pigmen penangkap cahaya yang terdiri dari kromofor bilin yang
menempal pada residu sistein dari apoprotein. Fikosianin memiliki berat molekul sekitar
140-210 kD dan dua subunit, α dan β (Salama, et al., 2015). Fikosianin digunakan
sebagai pewarna biru alami yang penting dalam industri makanan, misalnya dalam
industri permen karet, produk susu dan jelly. Selain sebagai pewarna, fikosianin juga
memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas seperti radikal alkoksida,
hidroksida dan peroksida, dimana aktivitas antioksidannya sama dengan 20 kali
aktivitas antioksidan dari asam askorbat (Gelagutashvili & Tsakadze, 2013).
7
8
Berdasarkan Vijaya & Anand (2009), terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi
stabilitas dari fikosianin, salah satunya adalah intensitas cahaya. Intensitas cahaya yang
rendah dapat merangsang sintesis sel yang menghasilkan protein fikobilin dan
meningkatkan kinerja dari sel ini. Sehingga fikosianin yang dapat diekstrak dari
mikroalga menjadi lebih banyak. Sebaliknya, intensitas cahaya yang tinggi akan
menghambat kinerja dari fikobilin sehingga fikosianin yang diproduksi juga berkurang.
Selain intensitas cahaya, suhu juga mempengaruhi sintesis dan kandungan protein
fikobilin, dimana suhu yang tinggi akan menyebabkan kerusakan sel akibat denaturasi
protein. Sehingga dengan kata lain, stabilitas dari fikosianin dipengaruhi oleh intensitas
cahaya dan suhu.
Berdasarkan Salama, et al. (2015), prinsip dari ekstraksi fikosianin adalah dengan cara
merusak dinding sel dan mengekstraksi dengan pelarut. Mula-mula sebanyak 8 gram
biomassa spirulina dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan dilarutkan oleh aquades
dengan perbandingan 1:10 kemudian diaduk dengan stirrer selama ± 2 jam. Pengadukan
ini bertujuan untuk merusak dinding sel dari Spirulina dan aquades digunakan sebagai
larutan untuk mengekstraksi fikosianin. Pemilihan aquades sebagai pelarut ekstrak
didasarkan pada aquades merupakan pelarut polar dimana fikosianin memiliki sifat yang
larut dalam pelarut polar (Syah et al., 2005).
Selanjutnya dilakukan sentrifugasi selama 10 menit dengan kecepatan 5000 rpm hingga
didapat endapan dan supernatan. Kemudian supernatan yang dihasilkan dituang dalam
gelas ukur untuk diukur volume filtrat yang diperoleh. Proses sentrifugasi dilakukan
dengan tujuan untuk memisahkan fase padatan dan cairan dimana fase padatan
mengandung bagian dinding sel yang hancur dan zat-zat pengotor lainnya sementara
fikosianin terkandung dalam fase cairan (Silveira et al., 2007).
Supenatan lalu diencerkan hingga pengenceran 10-1 dan diukur kadar fikosianinnya
dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 615 nm dan 652 nm.
Hasil absorbansi yang didapatkan kemudian digunakan dalam perhitungan kadar
fikosianin dengan menggunakan rumus. Prinsip kerja dari spektrofotometer adalah
mengukur penyerapan gelombang elektromagnetik oleh larutan (Daintith, 1999).
9
Semakin tinggi nilai absorbansi larutan, semakin tinggi pula konsentrasi substrat dalam
larutan (Ewing, 1982). Absorbansi larutan pigmen pada panjang gelombang 615 nm
sebanding dengan banyaknya pigmen dalam larutan sementara absorbansi pada panjang
gelombang 652 nm sebanding dengan banyaknya asam amino dalam protein yang
terlarut dalam larutan sebagai zat pengotor (Walter, et al., 2011).
Selanjutnya supernatan diambil sebanyak 8 ml dan ditambahkan dekstrin dengan
perbandingan 1:1 lalu diaduk hingga merata dan diratakan ke dalam wadah. Dekstrin
tersusun atas monomer-monomer glukosa yang memiliki sifat dapat berikatan dengan
air dimana hal ini akan menyebabkan oksigen terlarut berkurang dan reaksi oksidasi
dapat dicegah. Keunggulan dari dekstrin adalah sifatnya yang stabil terhadap suhu
tinggi sehingga dapat melindungi senyawa volatil dan senyawa lainnya yang memiliki
sifat peka terhadap panas seperti fikosianin (Fennema, 1976). Sehingga dekstrin sering
digunakan sebagai pembawa bahan pangan yang bersifat aktif seperti flavor dan
pewarna yang mudah bereaksi dengan air. Selain itu, dekstrin juga berfungsi sebagai
bahan pengisi (filler) yang menyebabkan peningkatan berat produk dalam bentuk bubuk
sehingga menyebabkan jumlah rendemen produk akhir menjadi lebih banyak (Ribut &
Kumalaningsih, 2004).
Kemudian adonan tersebut dioven pada suhu 50°C hingga kadar air dalam adonan
mencapai kurang lebih 7%. Semakin besar tinggi suhu pengeringan yang digunakan
akan menyebabkan laju pengeringan semakin cepat. Akan tetapi berdasarkan Metting &
Pyne (1986), pengeringan fikosianin yang dilakukan diatas suhu 60°C akan
mengakibatkan degradasi fikosianin dan memicu terjadinya reaksi maillard, sehingga
dalam praktikum ini digunakan suhu sebesar 50°C. Setelah itu, adonan kering dan
gempal yang didapat dihancurkan dengan penumbuk hingga berbentuk serbuk.
Selanjutnya dilakukan pengamatan warna yang terbentuk dari fikosianin setelah dioven
dan dibandingkan dengan warna fikosianin sebelum dioven.
Dari pengujian yang dilakukan, didapatkan nilai OD 615, OD 652, KF, dan Yield yang
dihasilkan pada tiap kelompok tidak jauh berbeda, yakni nilai OD 615 lebih besar dari
nilai OD 652, nilai KF berkisar 0,18 mg/ml, dan nilai Yield bekisar 1,3 mg/g.
10
Berdasarkan Walter, et al. (2011), nilai OD 615 menunjukan banyaknya pigmen dalam
larutan sementara nilai OD 652 menunjukan banyaknya asam amino dalam protein yang
terlarut dalam larutan sebagai zat pengotor. Sehingga nilai OD 615 lebih besar dari nilai
OD 652 menunjukan bahwa ekstraksi fikosianin sudah cukup optimal karena
konsentrasi pigmen dalam larutan lebih tinggi dari zat pengotor terlarut. Nilai KF yang
diberikan mempengaruhi yield yang dihasilkan dimana semakin tinggi konsentrasi
fikosianin dalam larutan ekstrak, yield yang dihasilkan akan semakin tinggi pula.
Akan tetapi, terdapat penyimpangan hasil yakni pada kelompok D5 dengan nilai OD
615 lebih kecil dari nilai OD 652, nilai KF sebesar 0,136 mg/ml, dan Yield sebesar
0,935 mg/g. Padahal seharusnya baik nilai OD 615, OD 652, KF, maupun Yield yang
dihasilkan pada seluruh kelompok tidak jauh berbeda karena berasal dari larutan ekstrak
yang sama. Hal ini dapat disebabkan oleh kuvet yang kotor atau tergores, ukuran kuvet
tidak sama, penempatan posisi kuvet tidak tepat, terdapatnya gelembung gas atau
suspensi dalam larutan, panjang gelombang yang tidak sesuai, dan ekstraksi larutan
yang tidak sempurna (Pomeranz & Meloan, 1994).
Warna yang dihasilkan sebelum dioven adalah biru, sementara warna yang dihasilkan
sesudah dioven adalah biru muda pada seluruh kelompok. Berdasarkan Angka dan
Suhartono (2000), perubahan warna pada fikosianin ketika sebelum dioven dan sesudah
dioven disebabkan oleh penambahan dekstrin dalam ekstrak fikosianin. Dekstrin
memiliki penampakan warna putih hingga kekuningan sehingga ketika ditambahkan
dalam ekstrak fikosianin akan menghasilkan bubuk fikosianin yang memiliki
kecenderungan warna yang lebih muda atau pucat.
4. KESIMPULAN
Spirulina platensis merupakan mikroalga golongan Cyanobacteria yang umumnya
digunakan sebagai pewarna alami akibat kandungan fikobilin didalamnya
Protein fikobilin yang berasal dari mikroalga umumnya didominasi oleh fikosianin.
Fikosianin merupakan pigmen penangkap cahaya yang terdiri dari kromofor bilin
yang menempal pada residu sistein dari apoprotein.
Stabilitas dari fikosianin dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan suhu.
Pengadukan bertujuan untuk merusak dinding sel dari Spirulina dan aquades
digunakan sebagai larutan untuk mengekstraksi fikosianin.
Proses sentrifugasi bertujuan untuk memisahkan fase padatan dan cairan.
Prinsip kerja dari spektrofotometer adalah mengukur penyerapan gelombang
elektromagnetik oleh larutan.
Penambahan dekstrin dapat mencegah reaksi oksidasi dan dapat melindungi
fikosianin dari suhu tinggi.
Pengeringan fikosianin yang dilakukan diatas suhu 60°C akan mengakibatkan
degradasi fikosianin dan memicu terjadinya reaksi maillard.
Nilai OD 615 menunjukan banyaknya pigmen dalam larutan sementara nilai OD
652 menunjukan banyaknya zat pengotor yang terlarut dalam larutan.
Nilai OD 615 yang lebih besar dari nilai OD 652 menunjukan bahwa ekstraksi
fikosianin sudah cukup optimal.
Semakin tinggi konsentrasi fikosianin dalam larutan ekstrak, yield yang dihasilkan
akan semakin tinggi pula.
Perubahan warna pada fikosianin ketika sebelum dioven dan sesudah dioven
disebabkan oleh penambahan dekstrin dalam ekstrak fikosianin.
Semarang, 24 Oktober 2015 Asisten Dosen
- Deanna Suntoro - Ferdyanto Juwono
Nama : Yonathalia Putri Arumi NIM : 13.70.0008
11
5. DAFTAR PUSTAKA
Angka, S.I. & M.T. Suhartono. (2000). Bioteknologi Hasil-hasil Laut. PKSPL-IPB. Bogor.Daintith, J. (1999). Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta. Ewing, G. W. (1982). Instrumental Methods of Chemical Analysis. Mc Grow Hill Book Company. USA.
Fennema, O.R. (1976). Principles of Foods Science. Marcel Dekker. Inc. New York.
Gelagutashvili, E. & K. Tsakadze. (2013). Effect of Hg(II) and Pb(II) Ions on C-Phycocyanin (Spirulina platensis). Optics and Photonics Journal 3: 122-127.
Metting, B. & JW. Pyne. (1986). Biologically Active Compounds from Microalga. Journal of Enzyme Microb. Tech. Vol. 8. Butterworth and Co Publish.
Pomeranz, Y. & C. E. Meloan. (1994). Food Analysis Theory & Practice. 3rd Edition.
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.Salama, A., A. Abdel Ghany, A. Osman, & M. Sitohy. (2015). Maximising phycocyanin extraction from a newly identified Egyptian cyanobacteria strain: Anabaena oryzae SOS13. International Food Research Journal 22(2): 517-525. Silveira, S. T., J. F. M. Burkert, J. A. V. Costa, C. A. V. Burkert, & S. J. Kalil. (2007). Optimization of phycocyanin extraction from Spirulina platensis using factorial design. Bioresour. Technol. 98, 1629–1634. Syah et al. (2005). Manfaat dan Bahaya Bahan Tambahan Pangan. Himpunan Alumni Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor.Vijaya, V. & N. Anand. (2009). Blue Light Enhance the Pigment Synthesis in Cyanobacterium Anabaena ambigua Rao (Nostacales). ARPN Journal of Agricultural and Biological Science. Vol. 4, No. 3. Walter, A., J. C. de Carvalho, V. T. Soccol, A. B. B. de Faria, V. Ghiggi & C. R. Soccol. (2011). Study of Phycocyanin Production from Spirulina platensis Under Different Light Spectra. Brazilian Archives of Biology and Technology. vol. 54, no. 4, pp. 675-682. Zhang, X., F. Zhang, G. Luo, S. Yang, & D. Wang. (2015). Extraction and Separation of Phycocyanin from Spirulina using Aqueous Two-Phase Systems of Ionic Liquid and Salt. Journal of Food and Nutrition Research. Vol. 3, No. 1, 15-19.
12
6. LAMPIRAN
6.1. Perhitungan
Rumus:
Konsentrasi Fikosianin / KF (mg/ml) = OD615 – 0,474 ( OD652 )
5,34 x
1
10−2
Yield (mg/g) = KF × Vol (total filtrat)g (berat biomassa)
Kelompok D1
KF = 0,1854 – 0,474 (0,1733 )
5,34×
1
10−1 = 0,193 mg/ml
Yield = 0,193×55
8 = 1,327 mg/g
Kelompok D2
KF = 0,1914 – 0,474 (0,1797 )
5,34×
1
10−1 = 0,199 mg/ml
Yield = 0,199×55
8 = 1,368 mg/g
Kelompok D3
KF = 0,1863 – 0,474 ( 0,1843 )
5,34×
1
10−1 = 0,185 mg/ml
Yield = 0,185×55
8 = 1,272 mg/g
Kelompok D4
KF = 0,1980 – 0,474 ( 0,1803 )
5,34×
1
10−1 = 0,211 mg/ml
Yield = 0, 211×55
8 = 1,451mg/g
Kelompok D5
13
14
KF = 0,1687 – 0,474 (0,2029 )
5,34×
1
10−1 = 0,136 mg/ml
Yield = 0, 136×55
8 = 0,935 mg/g
6.2. Laporan Sementara
6.3. Diagram Alir
6.4. Abstrak Jurnal