fikosianin_yonathalia_13.70.0008_d2_unika soegijapranata

22
Acara IV FIKOSIANIN: PEWARNA ALAMI DARI “BLUE GREEN MICROALGA” SPIRULINA LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNOLOGI HASIL LAUT Disusun oleh: Nama: Yonathalia Putri Arumi NIM: 13.70.0008 Kelompok: D2 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

Upload: praktikumhasillaut

Post on 03-Dec-2015

30 views

Category:

Documents


10 download

DESCRIPTION

Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk mengisolasi pigmen fikosianin dan membuat pewarna bubuk dari fikosianin.

TRANSCRIPT

Page 1: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 2: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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.

Page 3: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

2

Disentrifugasi 5000 rpm, 10 menit hingga didapat endapan dan supernatant.

Dilarutkan dalam aqua destilata (1 : 10).

Diaduk dengan stirrer ± 2 jam

Page 4: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 5: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

4

Dioven pada suhu 50°C hingga kadar air ± 7%

Didapat adonan kering yang gempal

Dihancurkan dengan penumbuk hingga berbentuk powder

Page 6: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

5

Kadar Fikosianin (mg/g) diukur dengan rumus :

Page 7: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 8: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 9: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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).

Page 10: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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.

Page 11: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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.

Page 12: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 13: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 14: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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

Page 15: FIKOSIANIN_Yonathalia_13.70.0008_D2_UNIKA SOEGIJAPRANATA

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