6

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Bakteri Asam Laktat

Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri gram positif berbentuk

kokus atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 40℃, pada umumnya

tidak motil, bersifat anaerob, katalase negatif dan oksidase positif, dengan asam laktat

sebagai produk utama fermentasi karbohidrat. Bakteri asam laktat memiliki beberapa

sifat khusus, antara lain; mampu tumbuh pada kadar gula, alkohol, dan garam yang

tinggi, mampu memfermentasikan monosakarida dan disakarida (Syahrurahman, 2007

dalam Nasution, 2012).

BAL berpotensi memberikan dampak positif bagi kesehatan dan nutrisi

manusia, beberapa di antaranya adalah meningkatkan nilai nutrisi makanan,

mengontrol infeksi pada usus, meningkatkan digesti (pencernaan) laktosa,

mengendalikan beberapa tipe kanker, dan mengendalikan tingkat serum kolesterol

dalam darah. Sebagian keuntungan tersebut merupakan hasil dari pertumbuhan dan

aksi bakteri selama pengolahan makanan, sedangkan sebagian lainnya hasil dari

pertumbuhan beberapa BAL di dalam saluran usus saat mencerna makanan yang

mengandung BAL sendiri. Bakteri asam laktat dapat menghambat pertumbuhan bakteri

lain dengan memproduksi protein yang disebut bakteriosin (Rustan, 2013).

BAL dibagi menjadi dua berdasarkan kemampuannya untuk memfermentasi

glukosa dalam kondisi standar, yaitu homofermentatif dan heterofermentatif. BAL

homofermetatif akan mengubah gula menjadi asam laktat, sedangkan BAL

7

heterofermentatif akan memproduksi tidak hanya asam laktat, namun juga asam asetil,

etanol, dan karbondioksida (Halasz, 2014). Kedua jenis bakteri tersebut dibedakan

melalui uji fermentasi. Apabila bakteri asam laktat yang diuji menghasilkan gas yang

tertampung dalam tabung durham, bakteri tersebut dinyatakan sebagai

heterofermentatif sedangkan isolat yang tidak menghasilkan atau memproduksi gas

disebut homofermentatif (Suryani, 2008 dalam Nasution, 2012).

Identifikasi bakteri asam laktat dilakukan dengan pengamatan morfologi,

fisiologi dan uji biokimia. Pengamatan morfologi dilakukan dengan uji pewarnaan

gram dan pengamatan dengan mikroskop. Bakteri asam laktat merupakan bakteri gram

positif yang menghasilkan warna ungu ketika dilakukan uji pewarnaan gram. Menurut

Irianto, 2010 dalam Rustan (2013), warna ungu tersebut terjadi karena dinding sel

bakteri mengikat cat kristal violet (Gram A) yang diperkuat oleh iodine (Gram B), dan

kristal violet tidak akan hilang pada waktu diberi cat peluntur (Gram C) sehingga tidak

terpengaruh pada saat diberi cat penutup (Gram D) yang berwarna cerah. Hasil

pewarnaan ini dapat digunakan untuk mengamati bentuk bakteri dengan mikroskop.

Menurut Hestiningtyas (2008), bentuk morfologi sel BAL diteliti dengan mikroskop

dan terdapat dalam bentuk batang ataupun bulat.

Uji fisiologi mencakup kemampuan untuk memfermentasi karbohidrat,

kemampuan untuk tumbuh dalam medium tertentu, reduksi unsur tertentu dan

pembentukan pigmen. Uji biokimia dilakukan untuk menentukan aktivitas kimia

bakteri dan identitas bakteri (Nasution, 2012). Uji yang disebutkan diatas merupakan

identifikasi konvensional yang dilakukan sebagai pendahuluan sebelum identifikasi

molekuler. Identifikasi molekuler digunakan untuk mengetahui kesamaan DNA antar

8

organisme. Berbagai uji yang dilakukan merupakan faktor penentu dalam identifikasi

suatu bakteri.

BAL merupakan bakteri yang mampu memberikan efek menguntungkan bagi

manusia, sehingga bisa diaplikasikan sebagai probiotik. Lactobacillus, Enterococcus,

Bacteroides, dan Enterobacteriaceae merupakan bakteri utama yang terdapat diusus

manusia (Evanikastri, 2008 dalam Sundari, 2014). BAL dari kelompok Lactobacillus

dan Bifidobacterium telah digunakan sebagai probiotik dalam produk pangan.

Beberapa BAL yang digunakan sebagai probiotik antara lain L. acidophilus, L.

amylovorus, L. casei, L. crispatus, L. delbrueckii, L. gallinarum, L.gasseri, L.

Johnsonii, L. paracasei, L. plantarum, L. reuteri, dan L. rhamnosus (Holzapfel et al.,

2005 dalam Sundari, 2014).

2.2. Probiotik

Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang jika diberikan dalam jumlah yang

cukup akan memberikan efek menguntungkan bagi kesehatan organisme inangnya

(Corcionivoschi et al., 2010). Untuk dapat dikategorikan sebagai probiotik,

mikroorganisme harus memenuhi beberapa persyaratan yang berkaitan dengan

keamanan, efek fungsional dan teknologi pengolahan (FAO/WHO, 2002).

Dari segi keamanan, mikroorganisme probiotik harus bersifat non patogen, tidak

menurunkan gen anti antibiotik, dan mampu mempertahankan kestabilan genetis.

Untuk dapat dikatakan sebagai komponen pangan fungsional, mikroorganisme

probiotik harus dapat menunjukkan beberapa kemampuan, antara lain; kestabilan

terhadap asam empedu, tahan terhadap enzim pencernaan, adhesi pada permukaan

9

usus, bersifat antagonis melawan patogen, aktivitas antikarsinogenik dan

antimutagenik, efek menurunkan kolesterol, stimulasi sistem imun tanpa efek

berlebihan, peningkatan ketahanan saluran pencernaan, memperbaiki mukosa,

meningkatkan ketersediaan dan produksi vitamin serta enzim (Ouwehand et al., 1999).

Manfaat probiotik bagi kesehatan tubuh dapat melalui tiga mekanisme fungsi:

(1) fungsi protektif, yaitu kemampuan untuk menghambat patogen dalam saluran

pencernaan. Terbentuknya kolonisasi probiotik dalam saluran pencernaan

mengakibatkan kompetisi nutrisi dan lokasi adhesi (penempelan) antara probiotik dan

bakteri lain, khususnya patogen. Pertumbuhan probiotik juga akan menghasilkan

berbagai kompenen anti bakteri (asam organik, hidrogen peroksida, dan bakteriosin

yang mampu menekan pertumbuhan patogen) (Collado et al., 2009); (2) fungsi sistem

imun tubuh, yaitu dengan peningkatan sistem imun tubuh melalui kemampuan

probiotik untuk menginduksi pembentukan IgA, aktivitas makrofage, modulasi profil

sitokin, serta menginduksi hyporesponsiveness terhadap antigen yang berasal dari

pangan; (3) fungsi metabolit probiotik yaitu metabolit yang dihasilkan oleh probiotik,

termasuk kemampuan probiotik mendegradasi laktosa di dalam produk susu

terfermentasi sehingga dapat dimanfaatkan oleh penderita lactose intolerance (Rahayu,

2008). Adapun efek probiotik dan mekanismenya dalam tubuh disajikan dalam Tabel

1.

Tabel 1. Efek Probiotik dan Mekanismenya dalam Tubuh

Manfaat Fungsi Mekanisme

Membantu

pencernaan

Irritable bowel syndrome,

mengurangi gejala saluran cerna

(konstipasi, diare non patogenik)

Perubahan populasi atau

aktivitas dari mikroflora

usus

10

Tabel 1. Lanjutan

Manfaat Fungsi Mekanisme

Membantu

pencernaan

Intoleran terhadap laktosa Pemindahan mikroba

laktase ke usus halus

Sebagai

pertahanan

tubuh

Kariogenik Perubahan populasi,

aktivitas mikroflora oral

atau yang menempel pada

gigi

Alergi (eksema, atopik, alergi

terhadap susu, rematik artritis)

Translokasi, efek barrier

Karsinogenik, mutagenik tumor Penyerapan mutagen,

merangsang sistem imun,

penghambatan produksi

karsinogen oleh mikroflora

usus

Diare karena penggunaan antibiotik,

diare yang disebabkan oleh

Rotavirus, Kolitis yang disebabkan

oleh C.difficile, diare nosokominal

Kompetisi pengeluaran,

translokasi/ efek barrier,

meningkatkan respon imun

Peradangan usus, Kolitis ulserasi,

penyakit Crohn’s

Penurunan regulasi sistem

imun

Pertumbuhan bakteri usus yang

berlebihan

Aktivitas antimikroba,

pengeluaran kompetitor

Imunomodulasi (status imun, respon

vaksin)

Interaksi dengan sel imun

untuk meningkatkan

aktivitas pagositosis dari sel

darah putih, meningkatkan

IgA setelah kontak dengan

antigen. Meningkatkan

proliferas lekosit intra

epitel, regulasi Th1/Th2,

induksi sitosis sitokin

Vaginosis, infeksi saluran kemih Aktivitas antipatogenik,

pengeluran kompetisis

Menurunkan kolesterol darah Dekonjugasi garam empedu

11

Tabel 1. Lanjutan

Manfaat Fungsi Mekanisme

Manfaat

lainnya

Endotoksemia dengan sirosis Penghambatan produksi

endotoksin oleh mikroflora

usus

Manfaat

lainnya

Hipertensi Unsur seluler/peptida dari

aktivitas fermentasi sebagai

penghambat ACE

(Angiotensin Converting

Enyzme)

Batu ginjal Perubahan pencernaan yang

mempengaruhi pemecahan

oksalat

Sumber: Toma dan Pokrotineks (2006), Puryana (2011)

Teknologi pengolahan memegang peranan penting dalam produksi probiotik

(Saarela et al., 2000). Probiotik harus memiliki karakteristik sensori yang baik,

aktivitas fermentasi, ketahanan selama proses freeze maupun spray drying,

pertumbuhan dan viabilitas dalam produk pangan, ketahanan terhadap patogen serta

stabilitas tinggi selama penyimpanan (Grajek, 2005). Keamanan dan kemanjuran

probiotik sangat ditentukan oleh karakter dan jumlah bakteri yang digunakan. Oleh

karena itu, dalam menilai keamanan dan kemanjuran suatu produk probiotik beberapa

faktor harus diperhatikan diantaranya sifat-sifat bakteri yang akan digunakan seperti

kemampuan bakteri terus hidup (viability) selama proses produksi, ketika bakteri

berada dalam produk (carrier), ketika berada dalam saluran pencernaan dan ketika

dalam penyimpanan karena bakteri mudah mengalami degradasi oleh panas, cahaya,

kelembapan, dan oksigen (Tensiska, 2008).

Jumlah minimal strain probiotik yang ada dalam produk makanan adalah

sebesar 106 cfu/g atau jumlah strain probiotik yang harus dikonsumsi setiap hari sekitar

12

108 cfu/g, dengan tujuan untuk mengimbangi kemungkinan penurunan jumlah bakteri

probiotik pada saat berada pada jalur pencernaan (Shah, 2007).

2.3. Lactobacillus rhamnosus SKG 34

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 merupakan bakteri asam laktat yang diisolasi

dari susu kuda Sumbawa. Lactobacillus rhamnosus SKG 34 merupakan kandidat

probiotik lokal Indonesia yang sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai

probiotik (Sujaya et al., 2008a). Penelitian Sujaya et al (2008b), menunjukkan bahwa

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 memiliki bentuk batang kurus dengan sel yang

panjang, tidak membentuk gas dari glukosa (homofermentatif Lactobacilli), dan

bersifat amidon positif (mampu memfermentasi maltosa dan amidon).

Kelebihan bakteri ini terletak pada ketahanannya pada kondisi pencernaan in

vitro. Uji in vitro L. rhamnosus SKG 34 mampu melewati simulasi kondisi lambung

dengan pH 3 dan 4, tidak mengubah asam kolat primer (kolat) menjadi asam kolat

sekunder (deoksikolat), serta dapat menghidrolisis garam empedu (Sujaya et al.,

2008a).

Kemampuan hidrolisis garam empedu disebabkan oleh enzyme bile salt

hydrolase dan berpotensi menurunkan kolesterol darah. Penelitian Puryana (2011),

menunjukkan bahwa pemberian L. rhamnosus SKG 34 sebanyak 108 sel/ hari selama

3 (tiga) minggu berpengaruh terhadap kadar kolesterol serum darah tikus putih (R.

norvegicus), dimana terjadi penurunan kadar kolesterol serum darah yang signifikan

sebesar 28,5%. Disamping itu, Lactobacillus sp. isolat susu kuda Sumbawa

13

mempunyai kemampuan yang baik untuk melekat (adhesi) pada sel enterosit

(Suryadarma, 2007 dalam Nocianitri, 2013).

Penelitian Pratiwi (2013) menunjukkan bahwa konsumsi bio-yoghurt L.

rhamnosus SKG 34 sebanyak 100 gr/hari (±1011) selama 21 hari berindikasi dapat

menurunkan kadal kolesterol total, trigliserida, dan LDL pada subjek yang tinggi

kolesterol total, trigliserida, dan LDL. Pada subjek normal, konsumsi bio-yoghurt L.

rhamnosus SKG 34 dapat menjaga kadar kolesterol, trigliserida, dan LDL dalam darah

tetap normal. Bio-yoghurt L. rhamnosus SKG 34 mampu meningkatkan kadar HDL

di dalam darah sehingga menurunkan resiko timbulnya berbagai penyakit yang timbul

akibat kolesterol tinggi.

2.4. Mikroenkapsulasi

Mikroenkapsulasi adalah teknologi untuk menyalut atau melapisi suatu zat inti

dengan suatu lapisan dinding polimer, sehingga menjadi partikel – partikel kecil

berukuran mikro (Istiyani, 2008). Sebuah mikrokapsul tersusun atas core (zat inti) dan

coating material (zat penyalut/enkapsulan). Core didefinisikan sebagai material

spesifik yang akan disalut, dapat berupa cairan maupun padatan. Coating material atau

zat penyalut/enkapsulan harus memiliki kemampuan untuk membentuk lapisan yang

kohesif dengan core, memiliki kesesuaian dan bersifat non reaktif terhadap core, serta

memiliki karakteristik coating yang diharapkan, seperti; kekuatan, fleksibilitas,

impermeabilitas, dan stabilitas (Umer et al., 2011).

Tujuan mikroenkapsulasi adalah stabilitas bahan inti, mengontrol pelepasan

bahan inti baik kecepatan maupun kondisi pelepasannya, melindungi komponen bahan

14

pangan yang sensitif, mengurangi kehilangan nutrisi, menambah komponen bahan

pangan tertentu pada bahan pangan lain dan mengubah bahan pangan bentuk cair ke

bentuk padat yang lebih mudah ditangani (Sukmawati, 2010).

Berdasarkan morfologinya, mikrokapsul dibagi menjadi tiga, yaitu

mononuklear, polynuklear, dan matriks. Pada mononuklear, core dikelilingi cangkang

penyalut. Mikrokapsul polynuklear memiliki banyak core dalam sebuah cangkang

penyalut. Tipe matriks memiliki banyak core yang tersebar homogen dalam sebuah

cangkang penyalut (Sri et al., 2012). Adapun mikrokapsul berdasarkan morfologinya

ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Mikrokapsul berdasarkan Morfologinya (Sri et al., 2012)

Menurut Istiyani (2008) metode mikroenkapsulasi akan memberikan beberapa

keuntungan, antara lain; (1) zat inti terlindungi akibat adanya enkapsulan, (2)

mencegah perubahan warna, bau, dan menjaga stabilitas zat inti yang akan

dipertahankan dalam jangka waktu lama, (3) memungkinkan terjadinya pencampuran

zat inti dengan komponen lain. Proses penyalutan bahan inti oleh enkapsulan yang

kurang sempurna akan mempengaruhi pelepasan zat inti dari mikrokapsul.

15

Proses enkapsulasi probiotik umumnya berlangsung dalam dua tahap, yaitu

enkapsulasi probiotik dalam larutan enkapsulan dan pengeringan larutan enkapsulan

sehingga diperoleh sel terenkapsulasi dalam bentuk dalam bentuk granula atau bubuk

(Mortazavian et al., 2007). Beberapa metode yang dapat digunakan untuk enkapsulasi

probiotik dalam larutan enkapsulan, antaralain; atomisasi, emulsifikasi, dan ekstruksi.

Atomisasi dilakukan dengan melarutkan sel probiotik ke dalam polimer matriks

enkapsulan. Polimer matriks yang digunakan sebagai enkapsulan umumnya berasal

dari gum arab dan golongan pati. Hal tersebut berkaitan dengan kemampuan gum arab

dan pati untuk menghasillkan mikropartikel berbentuk bulat selama proses

pengeringan (Burgain et al., 2011).

Emulsifikasi merupakan metode enkapsulasi bakteri secara kimia dengan

menggunakan hidrokoloid (alginat, karagenan, dan pektin) sebagai bahan enkapsulan

(Burgain et al., 2011). Metode emulsifikasi berlangsung dalam dua tahap, yaitu

pencampuran larutan hidrokoloid dan massa sel ke dalam larutan emulsi serta

pengkompakan gel dengan penambahan CaCl2. Emulsi yang digunakan antara lain;

minyak sayur, seperti minyak kedelai, minyak bunga matahari, minyak jagung, atau

minyak paraffin (Groboillot et al., 1993). Penambahan Tween 80 pada konsentrasi

0,2% dapat meningkatkan kestabilan emulsi melalui mekanisme penurunan tegangan

interfasial pada fase air dalam minyak (Scheu dan Marshall, 1993). Penambahan CaCl2

pada emulsi minyak-larutan hidrokoloid dan massa sel akan menghasilkan partikel gel

melalui mekanisme cross linking (Solanki et al., 2013).

Ekstruksi merupakan salah satu metode tertua dan paling umum digunakan

untuk memproduksi kapsul hidrokoloid, dimana dalam prosesnya bahan enkapsulan

16

dan sel bakteri disemprotkan melalui nozzle pada tekanan tinggi (Feucht dan Kwak,

2013). Metode ini tidak melibatkan larutan yang bersifat merusak, dan dapat dilakukan

dalam kondisi aerobik maupun anaerobik. Namun, metode ini sulit dilakukan dalam

skala besar dikarenakan pembentukan mikrokapsulnya yang lambat (Burgain et al.,

2011).

Proses pengeringan dilakukan setelah proses enkapsulasi dalam larutan

enkapsulan. Pengeringan dilakukan agar diperoleh sel terenkapsulasi dalam bentuk

granula. Proses pengeringan dapat dilakukan dengan metode spray drying, freeze

drying, dan fluidized bed drying. Menurut Sukmawati (2010) pengeringan beku (freeze

drying) adalah metode yang memiliki keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil

pengeringan, antara lain:

1. Mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan

unsur organoleptik lainnya)

2. Mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk

setelah pengeringan sangat kecil)

3. Meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophile

sehingga daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis,

organoleptik dan bentuk fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan).

Proses pengeringan beku mengeluarkan air dari bahan melalui fase sublimasi.

Bahan yang telah dibekukan akan langsung dikeluarkan airnya melalui pengeringan

tanpa mengalami pencairan bahan (Rini, 2004 dalam Sukmawati, 2010). Penurunan

viabilitas pada pembuatan sel kering dengan freeze drying berkisar 0.5 – 2 siklus log,

17

sedangkan dengan spray drying berkisar antara 2.5 – 4 siklus log (Harmayani et al.,

2001).

Menurut Istiyani (2008) faktor yang mempengaruhi keberhasilan

mikroenkapsulasi, antara lain: sifat fisikokimia bahan inti atau zat aktif, bahan penyalut

yang digunakan, tahap proses enkapsulasi (tunggal atau bertingkat), sifat dan dinding

mikrokapsul serta kondisi pembuatan (basah atau kering). Mortazivian (2007)

menyatakan terdapat beberapa parameter yang dapat digunakan untuk mengevaluasi

keberhasilan mikroenkapsulasi probiotik, antara lain; viabilitas sel probiotik,

kemampuan pelepasan sel dan kelarutan mikrokapsul, bentuk granula, densitas

mikrokapsul, jumlah sel dalam granula, pengaturan pengerasan mikrokapsul, dan

penyebaran mikrokapsul dalam produk.

2.5. Enkapsulan

Enkapsulan atau bahan penyalut merupakan bahan yang digunakan untuk

melapisi zat inti dengan tujuan tertentu seperti; melindungi zat inti dari pengaruh

lingkungan, menutupi karakteristik sensori yang tidak diinginkan, meningkatkan

stabilitas, dan mengurangi penguapan. Menurut Istiyani (2008), bahan penyalut harus

mampu memberikan suatu lapisan tipis yang kohesif dengan bahan inti, dapat

bercampur secara kimia, tidak bereaksi dengan inti (bersifat inert), dan mempunyai

sifat yang sesuai dengan tujuan penyalutan. Jumlah penyalut yang digunakan antara 1–

70%, dan pada umumnya digunakan 3 – 30% dengan ketebalan dinding penyalut 0,1-

60 mikrometer.

18

Onwulata et al (2004) dalam Sukmawati (2010) menyatakan bahwa pemilihan

enkapsulan merupakan hal kritis karena akan mempengaruhi stabilitas emulsi sebelum

pengeringan dan daya simpan setelah pengeringan. Enkapsulan yang ideal memiliki

kriteria berikut: mempunyai sifat emulsi dan membentuk lapisan yang baik, memiliki

viskositas rendah pada konsentrasi tinggi (<500 cps pada 45% padatan), serta

higroskopis rendah (Sukmawati, 2010). Enkapsulan yang umum digunakan untuk

enkapsulasi dapat berasal dari golongan karbohidrat maupun protein (Reineccius, 2002

dalam Sunardi, 2009). Wandrey et al (2010), menyatakan bahwa berdasarkan

sumbernya enkapsulan dari golongan karbohidrat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:

1. Enkapsulan karbohidrat dari tanaman, seperti: pati dan turunannya, selulosa

dan turunannya, gum arabik, gum karaya, mesquite gum, galaktomanan, dan

polisakarida

2. Enkapsulan karbohidrat dari hasil laut, seperti: karagenan dan alginate

3. Enkapsulan karbohidrat dari hewan dan mikroba, seperti: xanthan, gellan,

dextran, dan chitosan

2.5.1. Maltodekstrin

Maltodekstrin didefinisikan sebagai produk hidrolisis pati yang mengandung

unit 𝛼-D-glukosa yang sebagian besar terikat melalui ikatan 1,4 glikosidik dengan DE

kurang dari 20 (Sunardi, 2009). Harga DE (Dextrose Equivalent) hanya memberi

gambaran tentang kandungan gula pereduksi. Peningkatan nilai DE akan meningkatkan

warna, sifat higroskopis, plastisitas, rasa manis, dan kelarutan (Lubis, 2011).

Maltodekstrin dengan DE yang rendah lebih efektif sebagai pengikat lemak

19

dibandingkan dengan DE yang tinggi. Nilai DE yang tinggi akan memberikan

viskositas yang lebih rendah (Fasikhatun, 2010).

Maltodekstrin dapat diperoleh dengan menghidrolisis pati singkong secara

parsial dengan enzim α-amilase pada suhu 85°C selama 65 menit (Griffin dan Brooks,

1989). Maltodekstrin merupakan campuran maltosa, maltotriosa, maltotetraosa.

Maltodekstrin memiliki rumus kimia [C6H10O5)nH2O]. Adapun struktur kimia

maltodekstrin ditunjukkan pada Gambar 2. Maltodekstrin harus memenuhi persyaratan

yang ditetapkan yaitu susut pengeringan < 6%, sisa pemijaran < 0,5% dan pH antara

4-7 (Lubis, 2011).

Gambar 2. Struktur Maltodekstrin (Lubis, 2011)

Maltodekstrin sering digunakan karena memiliki sifat sebagai penyalut yang

baik karena kemampuannya dalam membentuk emulsi dan viskositasnya yang rendah

(Laohasongkram et al., 2011). Selain itu maltodekstrin mudah ditemukan, mudah

dalam penanganan proses, dapat mengalami dispersi yang cepat, memiliki kelarutan

tinggi, mampu membentuk matriks dengan kemungkinan pencoklatan rendah, mampu

20

menghambat kristalisasi, memiliki daya ikat kuat, dan stabil pada emulsi minyak dalam

air. Kemampuan maltodekstrin untuk menghambat reaksi oksidasi menyebabkan

mikrokapsul yang dihasilkan memiliki masa simpan lebih panjang dibanding

mikrokapsul yang menggunakan gum arab (Gharsalloui et al., 2007). Sulandari (2005)

dalam Karinawatie (2008) menyatakan bahwa dekstrin mampu mempertahankan

viabilitas BAL yang cukup tinggi yaitu berkisar 7,6 – 9,3 (log cfu/ml).

Maltodekstrin tergolong pati resistan, yaitu pati yang tidak dapat dicerna oleh

enzim pankreas dalam saluran pencernan. Pati resistan dapat difermentasi di kolon

(Anal dan Singh, 2007). Karateristik tersebut menyebabkan pati memiliki kemampuan

pelepasan sel yang baik.

2.5.2. Karagenan

Karagenan merupakan getah rumput laut yang diekstraksi dengan air atau

larutan alkali dari spesies tertentu dari kelas Rhodophyceae (Winarno, 1989 dalam

Arimbawa, 2010). Karagenan terdiri dari tiga jenis yaitu lamda, kappa, dan iota dimana

ketiga jenis ini dibedakan berdasarkan perbedaan ikatan sel, sifat gel dan reaktivitas

protein. Lamda dan kappa karagenan dapat diekstrak dari rumput laut jenis Chondrus

crispus dan beberapa species Gigartina. Iota karagenan diekstrak dari Eucheuma sp

yaitu Eucheuma cottoni dan Eucheuma spinosum yang banyak dibudidayakan

(Fatimah, 2012).

Karagenan tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia dan tidak memiliki nutrisi

yang diperlukan oleh tubuh. Oleh karena itu, karagenan hanya digunakan dalam

industri pangan karena fungsi karakteristiknya yang dapat digunakan untuk

21

mengendalikan kandungan air dalam bahan pangan utamanya, mengendalikan tekstur,

dan menstabilkan makanan (Arimbawa, 2010). Setijawati et al., (2011) menyatakan

bahwa karagenan semi murni dapat dimanfaatkan sebagai bahan penyalut dalam proses

mikroenkapsulasi karena sifatnya sebagai bahan pembentuk gel dengan karakteristik

gel yang keras namun mudah pecah. Menurut Poncomulyo dan Taurino (2006),

karagenan memiliki beberapa sifat, antara lain:

1. Dalam air dingin, seluruh garam dari lamda karagenan dapat larut, sedangkan

pada kappa dan iota karagenan hanya garam dan natrium yang larut.

2. Lamda karagenan larut dalam air panas (temperature 40-60°C). Kappa dan

iota karagenan larut pada suhu diatas 70°C.

3. Kappa karagenan dapat membentuk gel dengan ion kalium, sedangkan iota

karagenan membentuk gel dengan ion kalsium. Lamda karagenan akan

membentuk dispersi dan tidak dapat membentuk gel.

4. Semua jenis karagenan stabil pada pH netral dan alkali. Pada pH asam

karagenan akan terhidrolisis.

Karagenan merupakan bahan enkapsulan yang dapat digunakan untuk

melindungi bakteri probiotik secara efektif dari tekanan kondisi lingkungan sehingga

dapat digunakan sebagai media imobilisasi sel (Ding dan Shah, 2009; Chibata, 1981).

Karagenan memiliki gel dengan kemampuan pemerangkapan sel yang baik,

namun penambahan sel harus dilakukan pada suhu 40 - 45°C karena pada suhu ruang

gel karagenan akan mengeras (Solanki et al., 2011). Penambahan ion monovalen

seperti potassium dalam bentuk KCl dapat menstabilkan butiran gel yang terbentuk

(Krasaekoopt et al., 2003). Penelitian Audret (2003) dalam Setijawati et al (2011),

22

menyebutkan bahwa enkapsulasi probiotik Lactobacillus delbruecki spp. bulgaricus,

dan S. thermophilus penggunaan 3% kappa karagenan dengan metode emulsi akan

menghasilkan butiran mikrokapsul berukuran 0,5 – 1 mm.

2.5.3. Alginat

Alginat merupakan polimer yang membentuk koloid hidrofilik yang diekstraksi

dengan garam alkali dari bermacam – macam jenis alga laut coklat (Phaeophyceae).

Rumus molekul natrium alginat adalah (C6H7O6Na)n (Istiyani, 2008). Adapun struktur

kimia alginat ditunjukkan pada Gambar 3. Alginat memiliki kemampuan matriks gel

disekitar sel bakteri, tidak memiliki efek racun bagi tubuh, murah, mudah digunakan,

mudah larut dalam pencernaan dan melepaskan sel (Mortazivian et al., 2007).

Gambar 3. Struktur Kimia Alginat (Istiyani, 2008)

Larutan alginat akan bereaksi dengan kation-kation divalen dan trivalen untuk

membentuk gel. Gel akan terbentuk pada suhu kamar dan gel tersebut akan mencair

bila dipanaskan. Gel-gel ini dapat diaplikasikan pada bermacam-macam industri,

khususnya kalsium (Ca) yang digunakan sebagai ion divalen. Larutan asam alginat

23

dapat membentuk gel yang bersifat lebih lunak daripada gel kalsium alginat. Gel dari

asam alginat dapat mencair dalam mulut sehingga dapat diaplikasikan dalam industri

makanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat larutan alginat adalah suhu,

konsentrasi, dan ukuran polimer (McNelly dan Pettit, 1973 dalam Syafarini, 2009).

Keunggulan alginat sebagai enkapsulan probiotik terletak pada kemampuannya

memproteksi sel dalam kondisi asam. Penelitian Rayment et al (2009), menunjukkan

bahwa alginat memiliki kemampuan untuk bertahan melewati lambung tanpa

terdegradasi. Penelititan Purwandhani et al (2007), menunjukkan mikroenkapsulasi

L.acidophillus dalam 3% alginat metode emulsi menghasilkan mikrokapsul berukuran

50 – 100 µm dengan jumlah sel 1,3x1010.