i

VIABILITAS Lactobacillus rhamnosus SKG 34 DALAM

BERBAGAI ENKAPSULAN DAN SUHU PENYAJIAN

SKRIPSI

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana

Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

OLEH:

ADIEL KUNTI PERMATASARI

1111105008

JURUAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

ii

Adiel Kunti Permatasari. 1111105008. Viabilitas Lactobacillus rhamnosus

SKG 34 dalam Berbagai Enkapsulan dan Suhu Penyajian. Dibawah

bimbingan Ir. Komang Ayu Nocianitri, M.Agr. Sc. sebagai pembimbing I dan

Ir. Agus Slamet Duniaji, M.Si. sebagai pembimbing II.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui viabilitas Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 pada berbagai enkapsulan dan suhu penyajian. Penelitian ini

dibagi dalam dua tahap. Tahap pertama dilakukan mikroenkapsulasi Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 dalam tiga jenis enkapsulan, yaitu maltodekstrin, karagenan,

dan alginat. Parameter yang diamati adalah rendemen, bentuk mikrokapsul, serta

total populasi Lactobacillus rhamnosus SKG 34. Enkapsulan dengan total populasi

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 tertinggi dilanjutkan ke penelitian tahap dua.

Tahap kedua, mikrokapsul diberi tujuh perlakuan suhu penyajian, yaitu 45°C, 50°C,

55°C, 60°C, 65°C, 70°C, dan 75°C. Data yang diperoleh disajikan dalam bentuk

tabel dan dibahas secara deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis

enkapsulan memberikan hasil yang berbeda terhadap rendemen, bentuk

mikrokapsul, dan viabilitas Lactobacillus rhamnosus SKG 34. Viabilitas tertinggi

dihasilkan oleh enkapsulan maltodekstrin dengan populasi Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 dalam mikrokapsul 1,24 x 109 ± 0,33 log cfu/g. Viabilitas

tertinggi diperoleh pada suhu penyajian 45℃ (8,51 ± 0,14 log cfu/ml).

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 dapat bertahan dalam jumlah yang dibutuhkan

agar dapat memberi efek fungsional pada tubuh hingga suhu penyajian maksimal

55℃ (4,78 x 107 ± 0,31 cfu/ml)

Kata kunci: Mikroenkapsulasi, Lactobacillus rhamnosus SKG 34, maltodekstrin,

karagenan, alginat, suhu penyajian

iii

Adiel Kunti Permatasari. 1111105008. Viability of Lactobacillus rhamnosus

SKG 34 in Various Encapsulant and Temperature. Under guidance of Ir.

Komang Ayu Nocianitri, M.Agr.Sc. as supervisor and Ir. Agus Slamet Duniaji,

M.Si. as co-supervisor.

ABSTRACT

This research was conducted to determine the viability of Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 in various encapsulant and temperature. This research was

divided into two steps. The first step, three kinds of encapsulant agent, i.e.

maltodextrin, carrageenan, and alginate were used to microencapsulate

Lactobacillus rhamnosus SKG 34. At this step, microcapsule yield, morphology,

and viability of Lactobacillus rhamnosus SKG 34 was observed. Encapsulant with

the highest population of Lactobacillus rhamnosus SKG 34 was extended into the

second step. At the second step, microcapsule was treated with 7 variants of

temperature, i.e. 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, and 75°C. Data obtained

were shown and explained with descriptive method. The result of the research

showed that encapsulant variety gave different effects on microcapsule yield,

morphology and viability of Lactobacillus rhamnosus SKG 34. The highest

viability produced by maltodextrin with population of Lactobacillus rhamnosus

SKG 34 1,24 x 109 ± 0,33 log cfu/g. The highest viability of Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 obtained at 45℃ (8,51 ± 0,14 log cfu/ml). Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 can survive at adequate amount that bodies need to functional

effect with maxium temperature 55℃ (4,78 x 107 ± 0,31 cfu/ml)

Keywords: Microencapsulation, Lactobacillus rhamnosus SKG 34, maltodextrin,

carrageenan, alginate, temperature

iv

RINGKASAN

Meningkatnya kebutuhan konsumen akan produk yang dapat memberikan

efek mengutungkan bagi kesehatan mendorong pengembangan probiotik.

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 merupakan kandidat probiotik asli Indonesia

yang diisolasi dari susu kuda liar Sumbawa. Ketahanan (viabilitas) bakteri

merupakan salah satu pertimbangan penting dalam pengembangan produk

probiotik. Usaha untuk meningkatkan ketahanan bakteri probiotik dapat dilakukan

melalui teknologi mikroenkapsulasi.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis enkapsulan dan suhu

penyajian yang mampu memberikan viabilitas bakteri Lactobacillus rhamnosus

SKG 34 tertinggi. Penelitian ini menggunakan isolat Lactobacillus rhamnosus SKG

34 (koleksi UPT Laboratorium Terpadu Biosains dan Bioteknologi, Universitas

Udayana), maltodekstrin, karagenan, alginat. Penelitian ini terbagi dalam dua tahap.

Tahap pertama merupakan tahap penentuan enkapsulan yang mampu memberikan

viabilitas tertinggi. Variabel yang diamati meliputi rendemen, bentuk mikrokapsul,

dan viabilitas Lactobacillus rhamnosus SKG 34. Enkapsulan dengan viabilitas

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 tertinggi dilanjutkan ke tahap dua. Tahap kedua

merupakan tahap penentuan suhu penyajian yang mampu memberikan viabilitas

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 tertinggi. Pada tahap kedua, mikrokapsul diberi

tujuh perlakuan suhu penyajian, yaitu; 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, dan

75°C. Tiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali. Data yang diperoleh disajikan

dalam bentuk tabel dan dibahas secara deksriptif.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis enkapsulan menghasilkan

persentase jumlah rendemen yang berbeda. Dimana maltodesktrin menghasilkan

v

persentase rendemen dengan rata – rata 22,72 ± 0,007; karagenan 5,73 ± 0,015;

dan alginat 5,75 ± 0,007. Pengamatan mikroskop menunjukkan bahwa

maltodekstrin menghasilkan mikrokapsul dengan bentuk yang tidak beraturan.

Karagenan dan alginat menghasilkan mikrokapsul berbentuk butiran gel namun

tidak terpisah satu sama lain. Jenis enkapsulan memberikan viabilitas Lactobacillus

rhamnosus SKG 34 yang berbeda. Maltodekstrin menghasilkan total populasi

bakteri 9,01 ± 0,33 log cfu/g; karagenan 5,39 ± 1,03 log cfu/g; dan alginat 3,29 ±

0,13 log cfu/gr. Perlakuan suhu penyajian diberikan pada mikrokapsul dengan

enkapsulan maltodekstrin. Hasil penelitian menunjukkan suhu penyajian

memberikan hasil yang berbeda terhadap viabilitas bakteri Lactobacillus

rhamnosus SKG 34. Dimana pada suhu 45°C diperoleh viabilitas bakteri sebanyak

8,51 ± 0,14 log cfu/ml; pada suhu 50°C diperoleh viabilitas 8,27 ± 0,22 log cfu/ml;

pada suhu 55°C diperoleh viabilitas 7,60 ± 0,31 log cfu/ml; pada suhu 60°C

diperoleh viabilitas 5,92 ± 0,26 log cfu/ml; pada suhu 65°C diperoleh viabilitas 4,22

± 0,40 log cfu/ml; pada suhu 70°C diperoleh viabilitas 2,62 ± 0,28 log cfu/ml; dan

pada suhu 75°C tidak terdapat bakteri yang tumbuh.

Disimpulkan bahwa jenis enkapsulan yang mampu memberikan viabilitas

tertinggi setelah mikroenkapsulasi adalah maltodekstrin dengan total populasi

L.rhamnosus SKG 34 dalam mikrokapsul rata – rata 1,24 x 109 ± 0,33 cfu/gr. Suhu

penyajian mampu 45℃ menghasilkan viabilitas bakteri L.rhamnosus SKG 34

tertinggi dengan populasi rata – rata 3,37 x 108 ± 0,14 cfu/ml. Pada suhu maksimal

55℃ viabilitas L.rhamnosus SKG 34 dapat bertahan dalam jumlah yang dibutuhkan

agar dapat memberi efek fungsional bagi tubuh (4,78 x 107 ± 0,31cfu/ml).

vi

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi ini telah mendapat persetujuan dosen pembimbing:

Menyetujui,

Mengetahui

Dekan Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, MS.

NIP. 19591107 198603 1 004

Tanggal Lulus:

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Komang Ayu Nocianitri, M.Agr.Sc

NIP. 19680308 199512 2 001

Ir. Agus Slamet Duniaji, M.Si

NIP. 19570816 198503 1 002

vii

RIWAYAT HIDUP

Adiel Kunti Permatasari dilahirkan di Kediri, Jawa Timur pada tanggal 4

November 1993. Penulis merupakan anak pertama dari pasangan Adi Widodo dan

Elyzabeth Tuanty Dewi, dan kakak dari Andreas Dewa Aditya Putra. Penulis

tinggal di BTN Gema Mas, Banjar Jasri, Desa Belega, Kecamatan Blahbatuh,

Gianyar, Bali.

Penulis memulai pendidikan di TK Katolik Budi Luhur, Nganjuk, Jawa

Timur pada tahun 1997 – 1999. Penulis kemudian menamatkan pendidikan sekolah

dasar pada tahun 2005 di SD N Karangasem, Yogyakarta. Pendidikan tingkat

pertama penulis ditempuh dari tahun 2005 – 2008 di SMP N 1 Depok, Sleman,

Yogyakarta. Pada tahun 2008 – 2011, penulis menempuh pendidikan menengah

atas di SMA N 1 Tampaksiring, Gianyar, Bali. Penulis terdaftar sebagai mahasiswa

Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana

pada tahun 2011 melalui jalur SNMPTN. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif

di berbagai organisasi dan kepanitiaan mulai dari tingkat Jurusan hingga

Universitas. Penulis pernah menjabat sebagai anggota Departemen Hubungan

Masyarakat, HIMAITEPA (Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan)

periode 2012 – 2013 dan Kepala Departemen Hubungan Masyarakat di Badan

Legislatif Mahasiswa, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Penulis

juga pernah menjuarai beberapa kompetisi, antara lain: Juara III Marching Band

Terbaik se-Indonesia GPMB 2012, Juara I Mahasiswa Berprestasi FTP 2014, dan

Juara III Mahasiswa Berprestasi Universitas Udayana 2014.

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Viabilitas

Lactobacillus rhamnosus SKG 34 dalam Berbagai Enkapsulan dan Suhu

Penyajian” dengan baik. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan

studi pada Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Keberhasilan penulis tidak hanya didasarkan atas kerja keras penulis tapi

juga berkat dukungan finansial dan moril yang penulis terima dari awal dimulainya

penelitian ini hingga akhir. Untuk itu, penulis pada kesempatan ini mengucapkan

terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Ir. KA. Nocianitri, M.Agr.Sc., selaku dosen pembimbing I yang

selalu mengarahkan, membina, dan memotivasi penulis

2. Bapak Ir. Agus Slamet Duniaji, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang

membimbing penulis selama penyusunan skripsi

3. Bapak Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana, Ketua

Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian,

Universitas Udayana, Kepala Laboratorium Biosains dan Bioteknologi,

Universitas Udayana yang selalu mendukung penulis untuk segera

menyelesaikan studi

4. Bapak I Nengah Sujaya, Ph.D., Ibu Ni Wayan Nursini, S.TP., MP., Ibu

Yeanly Wuena Pinaria, S.Pi., M.Si., dan Ibu Trisna Dhamayanti, S.Hut.,

MP., yang telah membantu penulis selama melaksanakan penelitian di

Laboratorium Biosains dan Bioteknologi, Universitas Udayana

5. Ayah, Bunda, dan Adith yang telah banyak memberikan perhatian,

semangat, dan dukungan finansial selama penulis melaksanakan

penelitian dan penulisan skripsi

6. Teman – teman mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian 2011, Bhanu,

Laura, Erik, Citra, Lisa, Panji, Kayana, Dayu Adi, Brahmantara, Iqbal

dan teman – teman Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan

ix

Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, untuk itu kritik dan

saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga

skripsi yang telah penulis susun ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bukit Jimbaran, Agustus 2015

Penulis

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

ABSTRAK ........................................................................................................ ii

ABSTRACT ...................................................................................................... iii

RINGKASAN ................................................................................................... iv

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. vi

RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 3

1.3. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 3

1.4. Hipotesis ................................................................................................... 4

1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Bakteri Asam Laktat ................................................................................ 6

2.2. Probiotik ................................................................................................... 8

2.3. Lactobacillus rhamnosus SKG 34 ........................................................... 12

2.4. Mikroenkapsulasi ..................................................................................... 13

2.5. Enkapsulan ............................................................................................... 17

2.5.1. Maltodekstrin ..................................................................................... 18

2.5.2. Karagenan ......................................................................................... 20

2.5.3. Alginat ................................................................................................ 22

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................. 24

3.2. Bahan dan Alat ......................................................................................... 24

3.2.1. Bahan ................................................................................................. 24

3.2.2. Alat ..................................................................................................... 24

xi

3.3. Rancangan Penelitian ............................................................................... 25

3.4. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................. 25

3.4.1. Penelitian Tahap I .............................................................................. 25

3.4.1.1. Penyegaran Isolat L. rhamnosus SKG 34 ................................... 25

3.4.1.2. Konfirmasi Isolat L. rhamnosus SKG 34 ..................................... 26

3.4.1.2.1. Uji Katalase ............................................................................ 26

3.4.1.2.2. Cat Gram ................................................................................ 26

3.4.1.2.3. Uji Gas ................................................................................... 27

3.4.1.3. Pembuatan Massa Sel L. rhamnosus SKG 34 .............................. 27

3.4.1.4. Proses Mikroenkapsulasi L.rhamnosus SKG 34 .......................... 27

3.4.1.4.1. Mikroenkapsulasi dengan Maltodekstrin ............................... 27

3.4.1.4.2. Mikroenkapsulasi dengan Karagenan .................................... 29

3.4.1.4.3. Mikroenkapsulasi dengan Alginat ......................................... 29

3.4.2. Penelitian Tahap II (Perlakuan berdasarkan Suhu Penyajian) ........ 33

3.5. Variabel yang Diamati ................................................................................ 33

3.5.1. Penelitian Tahap I .............................................................................. 33

3.5.1.1. Rendemen ..................................................................................... 33

3.5.1.2. Bentuk Mikrokapsul ..................................................................... 33

3.5.1.3. Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 setelah Mikroenkapsulasi ........ 33

3.5.2. Penelitian Tahap II (Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 pada berbagai

Suhu Penyajian) ................................................................................ 34

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Penelitian Tahap I .................................................................................... 36

4.1.1. Rendemen ........................................................................................... 36

4.1.2. Bentuk Mikrokapsul ........................................................................... 37

4.1.3. Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 setelah Mikroenkapsulasi .............. 39

4.2. Penelitian Tahap II (Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 pada berbagai

Suhu Penyajian) ....................................................................................... 40

V.KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 42

5.2. Saran .......................................................................................................... 42

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 43

LAMPIRAN ..................................................................................................... 49

xii

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

1. Efek Probiotik dan Mekanismenya dalam Tubuh…………... 9

2. Jumlah Rendemen dalam Berbagai Enkapsulan……………... 36

3. Viabilitas L.rhamnosus SKG 34 dalam Berbagai Enkapsulan... 39

4. Viabilitas L. rhamnosus SKG 34 pada Berbagai Suhu

Penyajian……………………………………………………... 40

xiii

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

1. Mikrokapsul berdasarkan Morfologinya (Sri et al.,

2012………………………………………………………….. 12

2. Struktur Maltodekstrin (Lubis, 2011)………………………... 19

3. Struktur Kimia Alginat (Istiyani, 2008)……………………… 22

4. Diagram Alir Proses Mikroenkapsulasi L. rhamnosus SKG 34

dalam Maltodekstrin (Bylaite et al., 2001 dalam Nocianitri et

al., 2013)……………………………………………………...

28

5. Diagram Alir Proses Mikroenkapsulasi L. rhamnosus SKG 34

dalam Karagenan (Adhikari dalam Setijawati et al., 2011

yang dimodifikasi)……………………………………………

31

6. Diagram Alir Proses Mikroenkapsulasi L. rhamnosus SKG 34

dalam Alginat (Purwandhani et al., 2007 yang dimodifikasi)..

32

7. Mikrokapsul perlakuan Maltodekstrin (a), Karagenan (b), dan

Alginat (c)…………………………………………………….

38

8. Pertumbuhan positif Lb. rhamnosus SKG 34 dalam media

MRS sebelum di vortex (a) dan setelah divortex (b)…………

51

9. Uji Gas dengan metode Hot Loop............................................ 51

10. Bentuk Morfologi Lactobacillus SKG 34 dengan perbesaran

1000x…………………………………………………………

51

11. Bakteri L. rhamnosus SKG34 dalam media MRS A………… 52

12. Pembuatan Larutan Enkapsulan dengan Metode Emulsi …… 52

13. Pengeringan dengan Freeze Dryer…………………………… 52

14. Mikrokapsul maltodekstrin (a), karagenan (b), dan alginat (c)

hasil pengeringan dengan freeze dryer………………………. 53

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Halaman

1. Data Hasil Penelitian..……………………………………….. 49

2. Foto Penelitian……………………………………………….. 50