ANALISA DATA RESPONSE SURFACE METHODOLOGY PADA ...

i

LAPORAN

PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)

ANALISA DATA RESPONSE SURFACE METHODOLOGY PADA

PENGEMBANGAN GRANUL PROBIOTIK LACTOBACILLUS

CASEI

Tim Pengusul :

Ketua Peneliti : Dra. Sri Nevi Gantini, M.Si NIDN 0303116401

Anggota Peneliti: Ari Widayanti, M. Farm., Apt . NIDN 0328017603

Nomor Surat Kontrak Penelitian : 330/F.03.07/2018

Nilai Kontrak : Rp. 13.000.000,-

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS FARMASI DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA

TAHUN 2018

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Judul Penelitian : Analisa data response surface

methodology pada pengembangan granul

probiotik lactobacillus casei

Ketua Peneliti :

a. Nama Lengkap : Dra. Sri Nevi Gantini, M.Si.

b. NPD/NIDN : 0306116401

c. Jabatan Fungsional : Lektor

d. Fakultas/ Program Studi : Farmasi

e. HP/ Tlp : 08131526121

f. Alamat email : [email protected]

Anggota Peneliti 1

a. Nama Lengkap : Ari Widayanti, M.Farm., Apt

b. NPD/ NIDN : 0328017603

c. Fakultas/ Program Studi : Farmasi

Lama Penelitian : 6 bulan

Luaran Penelitian : Jurnal Nasional

Biaya yang diusulkan : Rp. 13.000.000,-

Biaya yang disetujui : Rp. 13.000.000,-

Mengetahui, Jakarta, 7 Februari 2019

iii

iv

v

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i

SURAT PERJANJIAN KONTRAK KERJA PENELITIAN ………………… ii

DAFTAR ISI................................................................................................... iii

IDENTITAS USULAN PENELITIAN ................................................................ iv

RINGKASAN ......................................................................................................... v

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 4

BAB 3 METODE PENELITIAN .......................................................................... 8

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………………. 27

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………………… 28

BAB 6 LUARAN YANG DICAPAI ………………………………………………. 29

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 30

LAMPIRAN

vi

IDENTITAS USULAN PENELITIAN

1. Judul Penelitian : ANALISA DATA RESPONSE SURFACE

METHODOLOGY PADA PENGEMBANGAN GRANUL PROBIOTIK

LACTOBACILLUS CASEI

2. Tim Peneliti :

NO NAMA JABATAN BIDANG

KEAHLIAN

INSTANSI

ASAL

ALOKASI

WAKTU

(Jam/Minggu)

1. Dra. Sri Nevi Gantini, M.

Si.,

KETUA Statistika UHAMKA 10

2 Ari Widayanti, M. Farm.,

Apt.

Anggota Teknologi

Farmasi

UHAMKA 8

3. Objek Penelitian : Pengembangan sediaan Granul Probiotik dengan

metode optimasi suhu secara Response Surface metodology

4. Masa Pelaksanaan Mulai bulan : Agustus tahun : 2018

Berakhir bulan : Februari tahun : 2019

5. Usulan biaya Lembaga Penelitian UHAMKA: Rp. 13.000.000,00

6. Lokasi Penelitian : Laboratorium Teknologi Farmasi UHAMKA, Jakarta dan

LIPI Cibinong , Bogor

7. Instansi lain yang terlibat : -

8. Temuan yang ditargetkan : mendapatkan produk granul probiotik untuk

kesehatan

9. Kontribusi mendasar pada suatu bidang ilmu : melalui penelitian ini,

diharapkan diperoleh produk baru dalam sediaangranul yang mempunyai aktivitas

yang baik untuk kesehatan

10. Jurnal ilmiah yang menjadi sasaran : Farmasains UHAMKA

11. Rencana luaran HKI, buku, purwarupa, tahun rencana perolehan atau

penyelesaian: 2019

vii

RINGKASAN

Lactobacillus casei merupakan bakteri probiotik yang memiliki peranan penting

dalam menjaga kesehatan tubuh, namun pemanfaatannya dalam sediaan cair

masih terkendala umur simpan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

pengaruh suhu dan waktu pengeringan granul probiotik terhadap sifat fisik granul

dan viabilitas bakteri menggunakan metode granulasi basah. Penelitian ini diawali

dengan pemanenan bakteri menggunakan sentrifuge, kemudian bakteri

dienkapsulasi menggunakan pengikat alginat 2% dilanjutkan dengan pembuatan

granul dengan pengisi manitol sebanyak 13 formula uji, kemudian dilanjutkan

dengan mengeringkan granul pada variasi suhu dan waktu yang telah dirancang

oleh central composite design. Berdasarkan hasil keseluruhan uji terhadap

persyaratan sifat fisik, dalam hal ini adalah kompresibilitas dan viabilitas bakteri

seluruh granul probiotik, maka optimasi suhu dan waktu pengeringan pada

granulasi basah probiotik Lactobacillus casei yang digranulasikan pada manitol

dengan Response Surface Methodology adalah 45°C selama 2 jam, yang sesuai

dengan klaim produk probiotik berdasarkan WHO/FAO (10 6

- 107

cfu/g ).

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Probiotik berasal dari bahasa Yunani yang berarti untuk kehidupan.

Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang dapat memperbaiki kesehatan inang

apabila dikonsumsi dalam jumlah yang tepat (Sanders, 2000; Schrezenmeir dan De

Vrese, 2001). Probiotik telah banyak dipergunakan sebagai pemacu pertumbuhan.

Probiotik dapat meningkatkan kesehatan individu dan probiotik tidak

menimbulkan residu dan resistensi. Probiotik dapat mengandung satu atau beberapa

strain mikroorganisme dan dapat diberikan dalam bentuk cairan, tepung, tablet atau

pasta, baik secara langsung peroral atau dicampur dalam pakan atau air minum.

Probiotik dapat mempertahankan keseimbangan mikroorganisme menguntungkan dan

mengeleminasi mikroorganisme patogen (Lopez, 2000; Pascual et al, 1999).

Lactobacillus casei adalah spesies yang mudah beradaptasi, tumbuh pada

temperatur 15° - 41°C dan pH lebih besar dari 3,5 (optimum 6,8). Lactobacillus casei

strain shirota tumbuh baik pada pH di atas 3,5 (optimum 6,8) (Widodo, 2003).

Fermentasi dengan suhu 37°C dan waktu inkubasi 24 jam adalah kondisi fermentasi

yang lebih baik bagi bakteri untuk bekerja dibandingkan fermentasi suhu 42ºC selama

8 jam (Elok et al. 2005). Lactobacillus casei tidak akan aktif atau dormant pada suhu

dingin atau pada suhu -18°C, pada saat mencapai suhu tubuh bakteri akan aktif

kembali. Tiap-tiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan maksimal, minimal

dan optimal yaitu suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan perbanyakan diri

tercepat. Kebanyakan bakteri dalam kultur laktat mempunyai suhu optimum 30°C,

tetapi beberapa kultur dapat membentuk asam dengan kecepatan yang sama pada

suhu 37°C maupun 30°C. Mengingat pentingnya bakteri Lactobacillus casei

maka pemanfaatan secara maksimal dapat dilakukan dengan menggranulasikan

bakteri dalam bentuk granul. Granul merupakan gumpalan partikel-partikel yang

lebih kecil umumnya berbentuk tidak merata dan seperti partikel tunggal yang lebih

besar. Umumnya granul dibuat dengan metode granulasi basah dan granulasi kering.

Metode granulasi basah yaitu proses pencampuran partikel zat aktif dan eksipien

menjadi partikel yang lebih besar dengan menambahkan cairan pengikat dalam

jumlah yang tepat sehingga terjadi massa lembab yang dapat digranulasi. Keuntungan

dari metode granulasi basah, yaitu: memperoleh aliran yang baik, meningkatkan

1

kompresibilitas, mengontrol pelepasan, mencegah pemisahan komponen campuran

selama proses, distribusi keseragaman kandungan, dan meningkatkan kecepatan

disolusi. Bahan pengisi yang biasa digunakan antara lain laktosa, manitol, dekstrosa,

amilum, sukrosa dan mikrokristal (Lachman et al, 1994). Manitol secara umum

digunakan sebagai bahan tambahan pada pembuatan tablet kunyah karena dingin,

manis dan enak di mulut. Manitol dengan rumus kimia C6H14O6 atau D-mannitol;

1,2,3,4,5,6-hexane hexol merupakan monosakarida poliol. Manitol berbentuk kristal

berwarna putih, tidak berbau, larut dalam air, berasa manis dengan tingkat

kemanisan relatif sebesar 0,5 sampai dengan 0,7 kali tingkat kemanisan sukrosa.

Nilai kalori manitol sebesar 1,6 kkal/g atau 6,69 kJ/g (INS no.421). Manitol bersifat

tidak higroskopis, larut dalam air,nonkariogenik, nilai kalori rendah dan memiliki rasa

manis dan dingin (Siregar,2010) . Manitol digunakan pada aplikasi sediaan tablet

kempa langsung, granul kering dan granul basah. Enkapsulasi adalah suatu proses

pembungkusan (coating) suatu bahan inti, dalam hal ini adalah bakteri probiotik

sebagai bahan inti dengan menggunakan bahan enkapsulasi tertentu, yang bermanfaat

untuk mempertahankan viabilitasnya dan melindungi probiotik dari kerusakan akibat

kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. (Salminen et al,1998) menjelaskan

pentingnya viabilitas probiotik, yaitu preparasi mikroba hidup yang bermanfaat bagi

kesehatan. Jumlah mikroba hidup harus cukup untuk memberikan efek positif bagi

kesehatan dan mampu berkolonisasi sehingga dapat mencapai jumlah yang diperlukan

selama waktu tertentu. Biopolimer yang paling sering digunakan untuk

enkapsulasi bakteri probiotik adalah alginat. Keuntungan penggunaan alginat sebagai

bahan pengkapsul adalah tidak toksik (Kailasapthy, 2002). Viabilitas L. casei juga

meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi alginat (Mandal et al. 2006) .

Berdasarkan latar belakang tersebut, perlu dilakukan pemanfaatan bakteri

Lactobacillus casei secara optimal. Kondisi operasi optimum dalam pembuatan

granul Lactobacillus casei dapat ditentukan dengan metode Response Surface

Methodology (RSM). Dengan metode ini dapat diketahui bagaimana kombinasi suhu

dan waktu yang cukup baik untuk mendapatkan granul Lactobacillus casei dengan

perolehan hasil yield yang baik. Maka tujuan penelitian ini adalah untuk melihat

pengaruh suhu dan waktu pengeringan pada granulasi basah probiotik Lactobacillus

casei yang digranulasi pada manitol.

2

1.2. Tujuan Khusus dan Manfaat Riset

Merancang suatu formula granul probioik secara data statistic response surface yang

memenuhi persyaratan secara farmasetika dan memenuhi syarat BAL;

1.3. Urgensi (Keutamaan) Riset

Lactobacillus casei adalah salah satu bakteri yang memiliki keterbatasan

dalam menghadapi kondisi suhu yang terlalu tinggi, karena bakteri Lactobacillus

casei termasuk dalam bakteri mesofil yang hanya tahan pada suhu antara 15oC - 41

oC.

Oleh karena itu, penggranulasian bakteri dalam manitol pada granulasi basah

dengan variasi suhu pengeringan granul yang berbeda-beda perlu dilakukan guna

melihat viabilitas bakteri tersebut. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat

meningkatkan pemanfaatan bakteri Lactobacillus casei dengan penggunaan

biopolimer alginat serta memberikan wawasan tentang formulasi sediaan dengan

bahan aktif bakteri.

3

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Lactobacillus casei

Lactobacillus casei adalah bakteri Gram-positif, anaerob, tidak memiliki alat gerak,

tidak menghasilkan spora, berbentuk batang dan menjadi salah satu bakteri yang

berperan penting. Lactobacillus adalah bakteri yang bisa memecah protein,

karbohidrat, dan lemak dalam makanan, dan menolong penyerapan elemen

penting dan nutrisi seperti mineral, asam amino, dan vitamin yang dibutuhkan

manusia dan hewan untuk bertahan hidup (Damika 2006).

a. Manfaat Lactobacillus casei

Menurut Margawani (1995) bakteri Lactobacillus casei Shirota mampu bertahan

dalam cairan empedu sehingga mampu bertahan hidup hingga usus halus.

Peranan lain terhadap kesehatan manusia adalah untuk memperbaiki penyerapan

kalsium pada usus, penyerapan bahan karsinogenik, membunuh bakteri patogen,

melancarkan buang air besar, dan bersifat anti tumor. Hal ini didukung pula oleh

(Untari 2010) pemberian minuman probiotik yang mengandung bakteri

Lactobacillus casei strain shirota meningkatkan frekuensi defekasi, menurunkan

skor tingkat kesulitan defekasi dan memperbaiki konsistensi feses.

Menghambat hiperplasia pada kelenjar prostat melalui peningkatan sistem imun

setelah penambahan bakteri probiotik pada tubuh serta melalui bahan antiproliferasi

yang terdapat pada sel bakteri (Febriandy 2011).

2. Bakteri Asam Laktat

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

atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 400C, pada umumnya tidak

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

sebagai produk utama fermentasi karbohidrat. Sifat-sifat khusus bakteri asam

laktat adalah mampu tumbuh pada kadar gula, alkohol, dan garam yang tinggi,

mampu memfermentasikan monosakarida dan disakarida (Syahrurahman,

1994). Bakteri asam laktat dalam produk fermentasi mempunyai berbagai manfaat

untuk kesehatan. Salah satu mekanismenya adalah sebagai probiotik yang dapat

menekan pertumbuhan bakteri penyebab penyakit saluran pencernaan, karena bakteri

4

asam laktat mampu memproduksi senyawa antimikroba, antara lain bakteriosin,

hidrogen peroksida, dan berbagai antibiotik (Hidayat et al. 2006)

3. Probiotik

Probiotik adalah mikroba hidup yang menempel pada dinding usus dan bersifat

menguntungkan bagi kesehatan inangnya (Salminen et al. 1998), Bakteri probiotik

menurut Food and Agriculture Organization (FAO) adalah mikroorganisme hidup

yang bila diberikan dalam jumlah yang cukup akan memberikan manfaat kesehatan

bagi penggunanya.

4. Granulasi Basah

Granulasi adalah proses membesar ukuran partikel kecil yang dikumpulkan bersama-

sama menjadi agregat (gumpalan) yang lebih besar, secara fisik lebih kuat, dan

partikel orisinil masih teridentifikasi dan membuat agregat mengalir bebas.

6. Viabilitas Bakteri Lactobacillus casei

Pengukuran kuantitatif populasi mikroba sering kali amat diperlukan didalam

berbagai macam penelaahan mikrobiologis. Pada hakikatnya terdapat 2 macam

pengukuran dasar, yaitu penentuan jumlah sel dan penentuan massa sel. Pengukuran

jumlah sel biasanya dilakukan bagi organisme bersel tunggal misalnya; bakteri

(Hadioetomo 1993). Metode hitung cawan didasarkan pada anggapan bahwa setiap

sel yang dapat hidup akan berkembang menjadi satu koloni. Jadi jumlah koloni yang

muncul pada cawan merupakan suatu indeks bagi jumlah organisme yang dapat hidup

yang terkandung dalam sampel. Untuk memenuhi persyaratan statistik, cawan yang

dipilih untuk perhitungan koloni ialah yang mengandung antara 30 sampai

300 koloni (Hadioetomo 1993). Perhitungan jumlah koloni dilakukan dengan

hitungan cawan (Total Plate Counts) berdasarkan pertumbuhan dapat dilihat

langsung tanpa mikroskop (Fardiaz 1989). Dengan metode TPC jumlah koloni

dihitung sebagai berikut : Koloni per ml atau per gram = jumlah koloni per cawan x

1/FP (faktor pengenceran) Selanjutnya cawan petri yang dipilih dan dihitung

mengandung jumlah koloni antara 30-300 (Permana dan Kusmiati, 2007)

7. Monografi Bahan

a. Manitol

Manitol mengandung tidak kurang dari 98,0 % dan tidak lebih dari 102,0%

C6H14O6 dihitung terhadap zat yang telah dikeringkan (Departemen Kesehatan

RI 1995). Pemerian : Bentuk serbuk hablur atau granul mengalir bebas, putih, tidak

berbau, rasa manis (Departemen Kesehatan RI 1995). Kelarutan : Manitol mudah

larut dalam air, larut dalam larutan basa, sukar larut dalam piridina, sangat sukar larut

dalam etanol (95%), praktis tidak larut dalam eter (Departemen Kesehatan RI 1995).

Aplikasi : Manitol digunakan pada formulasi farmasetik dan produk makanan. Pada

sediaan farmasetik terutama digunakan sebagai pengisi pada formulasi tablet

dengan kadar 10-90% (Wade dan Paul, 1994).

b. Natrium alginat

Enkapsulasi probiotik biasa dilakukan dalam sistem polimer yang bersifat lembut

dan tidak beracun (food grade). Polimer yang biasa digunakan dalam proses

enkapsulasi bakteri probiotik adalah polisakarida yang diekstrak dari rumput

laut (karagenan dan alginat), secara luas telah digunakan untuk enkapsulasi

probiotik skala laboratorium (Rokka dan Rantamaki, 2010).

8. Metode Respon Permukaan

Metode Respon Permukaan (Response Surface Methodology = RSM) adalah

kumpulan teknik matematik dan statisktik, digunakan untuk pemodelan dan analisis

permasalahan pada respon yang dipengaruhi oleh beberapa variabel dan bertujuan

memperoleh optimasi respon (Montgomery 2001). RSM digunakan untuk

mengembangkan, meningkatkan dan mengoptimasi proses. RSM merupakan teknik

statistik digunakan untuk penelitian yang mempunyai proses komplek dan

dipergunakan secara luas dalam penelitian teknik kimia atau teknologi pangan.

Response Surface Methodology (RSM) sebagai suatu metode gabungan antara teknik

matematik dan statistik, digunakan untuk membuat model dan menganalisis

suatu respon y yang dipengaruhi oleh beberapa variabel bebas/faktor x guna

mengoptimalkan respon tersebut (Box et al. 1978).

Teknik statistika digunakan dalam RSM meliputi: (a) perancangan desain percobaan

(Design of Experimental) yang menyediakan perhitungan akurat, (b) pembuatan

model matematika, (c) penentuan nilai optimum dari variabel bebas. Kurva respon

surface dan contour plot digunakan untuk mempresentasikan pengaruh variabel

terhadap hasil yang diperoleh. Koefisien-koefisien pada model empirik diestimasi

dengan menggunakan analisis regresi multiarah. Kesesuaian model empirik dengan

data eksperimental dapat ditentukan dari koefisien determinasi (R2). Untuk menguji

signifikan atau tidaknya model empirik yang dihasilkan, dilakukan Analysis of

Variance (Anova) (Montgomery 2001).

2.7. Road Map Penelitian

PEN

ELIT

IAN

- Uji BAL - Uji efektivitas

Bakteri - Uji Keamanan

pangan 2019-2020

- Pembenihan

Lactobacillus

- Enkapsulasi Bakteri

- Formulasi Granul

2018-2019

W A K T U

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alur Penelitian

PENELITIAN Penelitian saat ini

TERDAHULU----------------------------------------------------------------------

3.2. Alat dan Bahan Penelitian

Alat penelitian:

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : kompor listrik, batang

pengaduk, gelas ukur, oven, inkubator, timbangan analitik dengan ketelitian

0,0001g (Adventurer Ohaus), ayakan bertingkat (Bunsekifurui), pengayak no.12

dan no.18, granul flow tester, cawan Petri, labu Erlenmeyer, tabung reaksi, rak

tabung, alat penghomogen (vortex), autoklaf (Hiclave HVE-50), Tapped density

Tester , Laminar Air Flow, portable rotary shaker (Eyela).

Bahan penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah, bakteri Lactobacillus

casei, manitol, medium deMan Rogosa Sharpe Agar (MRSA), sukrosa, natrium

alginat.

3.3. Cara Penelitian

Penyediaan bahan

Bakteri Lactobacillus casei yang digunakan diperoleh dari Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong-Jawa Barat .Bahan pengisi yang

digunakan yaitu manitol, bahan pengikat yaitu natrium alginat dalam satu

formula, medium deMann Rogosa Sharpe Broth (MRSB). Medium yang

digunakan untuk uji viabilitas bakteri Lactobacillus casei adalah medium deMann

Rogosa Sharpe Agar (MRSA).

Pembenihan

Lactobacillus casei

Enkapsulasi Bakteri

dengan NAtrium Alginat

Pemanenan Bakteri

Lactobacillus Casei Formulasi granul

Probiotik

Produk probiotik yang

memenuhi syarat

farmasetis dan aman

digunakan

b. Pembuatan medium kultivasi

Sukrosa dilarutkan ke dalam air, kemudian disterilisasi menggunakan autoklaf

pada suhu 121°C selama 15 menit.

c. Persiapan inokulum

Inokulum (kultur bibit) dibuat dengan menginokulasi suspensi L.casei (10%

v/v) kedalam 30 ml medium MRSB steril dalam labu Erlenmeyer 100 ml

dilakukan pada suhu kamar dengan agitasi 125 rpm selama 48 jam.

d. Produksi biomassa bakteri

Produksi biomassa bakteri L. casei dilakukan menggunakan labu Erlenmeyer

1 liter berisi 300 ml medium sukrosa. Inokulasi dilakukan dengan memasukkan 30

ml inokulum (kultur bibit) ke dalamnya, dilanjutkan inkubasi pada suhu kamar

dengan agitasi 125 rpm selama 24 jam. Setelah dicapai waktu inkubasi selama 24

jam, dilakukan pemanenan dan pemisahan biomassa menggunakan setrifugasi

pada kecepatan 4000 rpm dalam waktu 20 menit.

e. Penghitungan jumlah enkapsulasi bakteri L. casei kering

Biomassa L. casei hasil oven dihitung jumlah selnya dengan metode TPC.

Sejumlah 1,0 gram L. casei kering dimasukkan ke dalam 9 ml akuades steril untuk

mendapatkan pengenceran 10-1

. Selanjutnya dilakukan pengenceran berseri

hingga mendapatkan pengenceran 10-4

, 10-5

, dan 10-6

. Masing-masing dari tiga

pengenceran tersebut sebanyak 100 µl dipipet ke dalam cawan petri steril,

kemudian ditambahkan media MRSA sebanyak 15 ml pada masing-masing

cawan. Homogenisasi dilakukan dengan menggerakkan cawan petri membentuk

angka delapan. Setelah agar dalam cawan membeku, cawan diinkubasi pada suhu

37°C dengan posisi terbalik selama 24 jam. Setelah itu dicatat perhitungan secara

manual jumlah koloni pada masing-masing cawan petri dan dilanjutkan dengan

perhitungan angka lempeng total (ALT) bakteri. Kemudian dilanjutkan dengan

perhitungan rata-rata jumlah bakteri .

f. Formulasi granul

Tabel 3.Formulasi granul Lactobacillus casei dibuat dalam satu formula

Bahan Formula Fungsi

Bakteri Lactobacillus casei 3% Zat aktif Natrium Alginate 43.33% Pengikat Manitol ad 100% Pengisi

g. Pembuatan granul

Bahan yang akan digunakan ditimbang terlebih dahulu. Natrium alginat

dibuat dengan cara: air dipanaskan sampai mendidih, kemudian bahan pengikat

dimasukkan dan diaduk sampai terbentuk mucilago. Kemudian bakteri yang telah

dipanen dimasukkan ke dalam mucilago dan dimasukkan ke dalam inkubator

selama beberapa menit untuk penyesuaian suhu, lalu ditambahkan manitol, diaduk

sampai homogen dan terbentuk massa dapat dikepal (banana breaking). Massa

tersebut kemudian diayak dengan ayakan no.12 dan ditimbang. Setelah granul

diayak kemudian granul dikeringkan dalam oven sesuai suhu dan waktu yang

ditetapkan dalam central composite design (CCD) pembuatan granul. Granul yang

sudah kering kemudian ditimbang kembali dan diayak dengan pengayak no. 18.

h. Rancangan Percobaan dan Optimasi Response Surface Methodology

(RSM)

Response Surface Methodology (RSM) adalah suatu metode statistik untuk

perancangan percobaan, pemodelan matematik, optimasi dan analisis statistik

dalam penelitian. Dengan menggunakan RSM, sebuah persamaan polinomial

kuadratik dikembangkan untuk memperkirakan hasil percobaan sebagai fungsi

dari interaksi antara variabel bebas

Tabel 4. Rentang dan level variabel bebas optimasi granul Lactobacillus casei

Variabel

Rentang dan level variabel

bebas Star point Low level Center level High level Star point (-α) (-1) (0) (+1) (+α)

Suhu (°C) 42,93 45 50 55 57,07

Waktu (Jam) 1,59 2 3 4 4,41

Tabel 5. Desain 2 variabel central composite design pembuatan granul

Lactobacillus casei Coded Factor Uncoded Factor response 1 response 2

Run Suhu Waktu Suhu Waktu viabilitas kompresibilitas

(°C) (jam) (°C) (jam) ( cfu/g) (%)

1 -1 1 45 4 5,70 6,66 2 0 0 50 3 5,77 7,93

3 -1 -1 45 2 7,90 9,67 4 1 -1 55 2 5,74 10,93

5 0 0 50 3 5,77 7,93 6 0 0 50 3 5,77 7,93

7 0 0 50 3 5,77 7,93 8 0 - α 50 1,59 7,50 10

9 1 1 55 4 4,84 7,93 10 0 0 50 3 5,77 7,93

11 0 + α 50 4,41 5,23 9,09 12 + α 0 57,07 3 5,14 11,94

13 - α 0 42,93 3 5,26 14,28

i. Pembuatan medium MRSA (deMan Ragosa Sharpe Agar)

Sebanyak 62,0 gram MRSA dicampurkan dalam labu Erlenmeyer yang berisi

1000 ml air diaduk sampai tercampur rata, dipanaskan agar homogen. Media

kemudian disterilkan di dalam autoklaf pada suhu 121°C selama 15 menit.

Medium MRSA disimpan dalam refrigerator (4-7°C) bila tidak segera digunakan

dan dipanaskan kembali dalam waterbath (±70°C) apabila akan digunakan.

j. Perhitungan jumlah bakteri Lactobacillus casei dalam granul dengan

metode Total Plate Count (TPC)

Alat dan bahan yang akan digunakan dipersiapkan. Meja kerja dan tangan

disemprot dengan alkohol 70%. kemudian cawan Petri, tabung reaksi, pipet ukur

dibungkus dengan kertas buram, (tabung reaksi masing-masing diisi 9 ml

aquadest steril dan lubang reaksi ditutup dengan kapas). Media tumbuh untuk

bakteri Lactobacillus casei yang digunakan adalah deMan Rogosa Sharpe agar

(MRSA). Sampel granul Lactobacillus casei ditimbang sebanyak 1,0 gram

dimasukkan dalam 9 ml akuadest steril untuk mendapatkan pengenceran 10-1.

Pengenceran dilanjutkan dengan cara yang sama untuk mendapatkan pengenceran

10-2

hingga pengenceran 10-6

. Sebanyak 100 µl dari pengenceran 10-4

sampai 10-6

dipipet ke dalam cawan Petri steril yang telah berisi media MRSA sebanyak 15 ml

pada masing-masing cawan. Homogenisasi dilakukan dengan menggerakkan

cawan petri membentuk angka delapan. Setelah agar dalam cawan membeku,

cawan di inkubasi dengan posisi terbalik pada suhu 37°C selama 24 jam (BSN

2009). Selanjutnya dicatat jumlah koloni bakteri dalam cawan petri secara manual

kemudian dilanjutkan dengan perhitungan angka lempeng total (ALT) dan

dihitung rata-ratanya.

Menurut laporan para ahli dari PBB Organisasi Pangan dan Pertanian (FAO)

dan WHO, produk olahan probiotik didalamnya harus mengandung setidaknya 10-

6 – 10

-7 cfu bakteri hidup per gram dari produk probiotik (FAO/WHO, 2001).

k. Evaluasi granul

1) Distribusi Ukuran Granul

2) Uji Waktu Alir

3) Uji Sudut Diam

4) Uji Kompresibilitas

C. Analisis Data

Kurva tiga dimensi (Three dimensional response surface and contour plot)

digunakan untuk menguji kebenaran pengaruh variabel percobaan pada tiap-tiap

respon hasil yang diperoleh. Koefisien-koefisien pada model empirik diestimasi

dengan menggunakan analisis regresi multiarah. Kesesuaian model empirik

dengan data eksperimen dapat ditentukan dari koefisien determinasi (R2). Untuk

menguji signifikan atau tidaknya model empirik yang dihasilkan maka dilakukan

Analysis of Variance (Anova).

Hasil analisis RMS akan mendapatkan kondisi optimal tiap faktor yang diuji.

Tahapan selanjutnya adalah melakukan pembuatan granul dengan kondisi optimal

hasil RSM, untuk menguji hasil apakah model matematik (RSM) yang merupakan

titik-titik optimal dengan menghasilkan granul Lactobacillus casei terbaik

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Produksi biomassa bakteri Lactobacillus casei

Produksi biomassa bakteri dilakukan dengan terlebih dahulu membuat

biakan starter bakteri dengan cara menginokulasi isolat bakteri kedalam medium

cair deMan Rogosa Shape Broth (MRSB) sebanyak 30 ml dan diinkubasi pada

suhu kamar selama 48 jam dengan agitasi 125 rpm. Starter bakteri kemudian

dimasukkan ke dalam 300 ml medium sukrosa 30% di atas. Pemanenan bakteri

dilakukan setelah 24 jam menggunakan sentrifuge, sehingga didapatkan pellete

bakteri.

B. Hasil perhitungan bakteri setelah pemanenan

Bakteri yang telah dibiakkan dalam sukrosa selama 24 jam dan dipisahkan

dari supernatannya, kemudian dihitung guna mengetahui jumlah sel bakteri yang

didapat pasca pemanenan. Adapun metode yang digunakan untuk menghitung sel

bakteri adalah metode kamar hitung, menggunakan alat haemositometer. Bakteri

yang didapat dari 1000 ml sukrosa sebanyak 4,8.1011

cfu/ml.

perhitungan

dilakukan dengan memasukkan 10 µl bakteri ke dalam 10 ml akuades steril.

C. Optimasi suhu dan waktu pengeringan granul probiotik

Kondisi optimasi yang dicobakan adalah suhu (40, 45, 50, 55, dan 60°C) dan waktu

pengeringan (1, 2, 3, 4, dan 5 jam). Sebanyak 13 unit percobaan, yang terdiri dari 4

unit faktorial, 4 unit starting point, dan 5 unit center point telah dilakukan

menggunakan rancangan percobaan Central Compsite Design (CCD). Hasil respon

berupa viabilitas dan % kompresibilitas disajikan pada tabel 6.

Tabel 6. Hasil viabilitas dan persen kompresibilitas dari optimasi suhu dan

waktu pengeringan granul probiotik

No Rancangan Level faktor yang Responpercobaan tidak dikodekan

Suhu Waktu viaBAL Kompresibilitas (°C) (jam) (cfu/g) (%)

1 Faktorial 45 2 7,90 9,67 2 55 2 5,74 10,93

3 45 4 5,70 6,66

4 55 4 4,84 7,93

5 Starting point 42,93 3 5,26 14,28

6 50 1,59 7,5 10 7 50 4,41 5,23 9,09

8 57,07 3 5,14 11,94

9 Center ponit 50 3 5,77 7,93

10 50 3 5,77 7,93

11 50 3 5,77 7,93

12 50 3 5,77 7,93

13 50 3 5,77 7,93

D. Optimasi dengan Metode Respon Permukaan

Optimasi dilakukan dengan pendekatan Central Copmosite Design (CCD)

yang merupakan salah satu desain dalam metode respon permukaan Respon

Surface Methodology (RSM). Metode CCD dilakukan terhadap data viabilitas

bakteri dan persen kompresibilitas granul.

1. Analisis terhadap viabilitas bakteri granul probiotik

Analisis pemilihan model dilakukan berdasarkan jumlah kuadrat dari urutan

model (sequential model sum of square), pengujian ketidakcocokan model (lack

of fit test) dan ringkasan model secara statistik. Model yang mungkin terpilih dari

metode respon permukaan adalah linier, 2FI (interaksi 2 faktor), kuadratik, dan

kubik.

a. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan model

Model terpilih berdasarkan uraian jumlah kuadrat adalah urutan polinomial

dengan nilai tertinggi. Syarat model yang diterima bernilai nyata (p<5%), hasilnya

dapat dilihat pada tabel 7 dibawah ini.

Tabel 7. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan

model pada respon viabilitas bakteri granil probiotik

Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Hitung P>F

Mean vs Total 446, 18 1 446,18

Linear vs Mean 6,25 2 3,12 10,42 0,0036 Suggested 2FI vs Linear 0,42 1 0,42 1,48 0,2553

Kuadratik vs 2FI 1,42 2 0,71 4,31 0,0604 Suggested

Kubik vs Kuadratik Residual

1,02

0,14

2

5

0,51

0,028

18,45 0,0049 Aliased

Total 455,43 13 35,03

Berdasarkan tabel 7 di atas, dapat diketahui bahwa model terpilih untuk dapat

menjelaskan pengaruh variabel percobaan (suhu dan waktu pengeringan granul

probiotik) terhadap respon viabilitas bakteri adalah model Linear vs Mean dan

Kuadratik vs 2FI. Untuk model Linear vs Mean nilai P kurang dari 5%, sehingga

disarankan untuk digunakan dalam optimasi respon yang dimaksud. Akan tetapi

untuk model Kuadratik vs 2FI nilai P sebesar 0,0604, yang artinya model tersebut

kurang berpengaruh nyata untuk dapat menjelaskan respon yang dimaksud.

Namun disarankan untuk digunakan.

b. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model

Pada pemilihan model ini, dianggap tepat apabila ketidakcocokan model

berpengaruh tidak nyata dan model tersebut berstatus Suggested. Hasil pemilihan

model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model disajikan pada tabel 8.

Tabel 8. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model

pada respon viabilitas bakteri granul probiotik

Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Tengah hitung P>F

Linear 3,00 6 0,50

2FI 2,58 5 0,52

Kuadratik 1,15 3 0,38

Kubik 0,14 1 0,14

Pure Error 0,000 4 0,000

Dari tabel 8 di atas terlihat bahwa tidak ada model yng disarankan yang

berarti ketidakcocokan semua model berpengaruh nyata pada respon

c. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik

Proses pemilihan model ini berdasarkan ringkasan model secara statistik.

Parameter statistik yang digunakan untuk memilih model yang tepat difokuskan

pada akar R-kuadrat dan prediksi R-kuadrat terendah. Hasil pemilihan model

berdasarkan ringkasan model secara statistik dpat dilihat pada tabel 9.

Tabel 9. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik pada

respon viabilitas bakteri granul probiotik

Sumber Standar R- Penyesuaian Prediksi PRESS keragaman deviasi kuadrat R-kuadrat R-kuadrat

Linear 0,55 0,6758 0,6109 0,2887 6,58 Suggested 2FI 0,53 0,7215 0,6286 0,1529 7,83

Kuadratik 0,41 0,8751 0,7859 0,1119 8,21 Suggested Kubik 0,17 0,9851 0,9642 0,0462 8,82 Aliased

Berdasarkan tabel 9 di atas, diantara model-model yang ada yaitu linear,

2FI, kuadratik dan kubik, ternyata model Linear dan Kuadratik yang disarankan

untuk digunakan.

d. Uji Analisis Variansi (ANOVA) dari model

Uji ANOVA digunakan untuk mengethui pengaruh masing-masing variabel

dan interaksi antar variabel yang digunakan terhadap respon yield yang diperoleh.

Hasil dari uji ANOVA dalam metode respon permukaan akan menghasilkan

persamaan model matematik untuk dioptimasi lebih lanjut. Tabel 10 dibawah ini

hasil uji ANOVA yang dilakukan.

Tabel 10. Uji ANOVA dari model untuk respon viabilitas bakteri granul

probiotik

Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Hitung Hitung P>F

Model 8,09 5 1,62 9,81 0,0046 Significant

A-Suhu 1,27 1 1,27 7,71 0,0274

B-Waktu 4,98 1 4,98 30,71 0,0009

AB 0,42 1 0,42 2,56 0,1536

A2

0,33 1 0,33 2,03 0,1973

B2

0,92 1 0,92 5,56 0,0505

Residual 1,15 7 0,16

Lack of Fit 1,15 3 0,38

Pure Error 0,000 4 0,000

Cor Total 9,25 12

Dari tabel 10 terlihat bahwa model dengan nilai F = 9,81 menunjukkan

model signifikan. Hanya ada peluang 0,46% bahwa model dengan F lebih besar

dari 9,81 dapat menimbulkan kekeliruan. Nilai P (Prob >F) lebih kecil dari 0,0500

menunjukkan model yang signifikan. Nilai-nilai yang lebih besar dari 0,1000

menunjukkan model yang tidak signifikan. Dalam analisis ini B-waktu merupakan

komponen signifikan. Hal tersebut menandakan bahwa variabel yang berpengaruh

secara signifikan terhadap respon viabilitas adalah waktu pengeringan granul

probiotik. Sementara variabel lainnya tidak berpengaruh secara signifikan

terhadap respon viabilitas bakteri granul probiotik.

Tabel 11. Penyesuaian model untuk respon viabilitas bakteri granul

probiotik

Std. Dev 0,41 R-Squared 0,871

Mean 5,86 Adj R-Squared 0,7859

C.V % 6,93 Pred R-Squared 0,1119

PRESS 8,21 Adeq Precisior 10,308

Dari tabel 11 di atas, terlihat bahwa nilai Pred R-squared 0,1119 tidak

mendekati nilai Adj R-squared 0,7859 seperti yang diharapkan. Hal ini bisa

dikarenakan kemungkinan kesalahan dengan model yang digunakan atau data

yang diperoleh tidak begitu baik. Oleh karena itu hal yang perlu diperhatikan

adalah pengurangan model, perpindahan respon dan lain sebagainya.

Tabel 12. Penyesuaian R-Kuadrat model untuk respon viabilitas bakteri

granul probiotik

Faktor Estimasi Derajat Standard 95% CI 95% CI

koefisien Bebas Error Low High VIF

Intercept 5,77 1 0,18 5,34 6,20

A-Suhu -0,40 1 0,14 -0,74 -0,059 1

B-Waktu 0,79 1 0,14 -1,13 -0,45 1

AB 0,33 1 0,20 -0,16 0,81 1

A2

-0,22 1 0,15 -0,58 0,14 1,02

B2

0,36 1 0,15 -0,001 0,73 1,02

Dari tabel 12 di atas, didapatkan persamaan model untuk respon viabilitas

bakteri granul probiotik

Y= 5,77 - 0,40A – 0,79B + 0,33AB – 0,22A2

+ 0,36B2

e. Pengaruh masing-masing variabel terhadap respon viabilitas bakteri

granul probiotik

Pengaruh interaksi antar variabel berdasarkan model yang signifikan terhadap

respon viabilitas bakteri granul probiotik yaitu variabel suhu pengeringan granul

dan waktu pengeringan granul, disajikan pada gambar 2 dan 4. Dapat dilihat

bahwa kondisi grafik untuk mendapatkan viabilitas granul probiotik yang baik

belum tercapai pada penelitian ini. Kemungkinan kondisi viabilitas dicapai pada

suhu dan waktu yang lebih rendah dari suhu 40°C.

Gambar 1. Pengaruh variabel suhu dan waktu pengeringan granul probiotik

terhadap respon viabiliras bakteri Lactobacillus casei

2. Analisa model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan model

pada respon kompresibilitas granul probiotik

Derajat Kuadrat

F Nilai P

Kuadrat Bebas Tengah Hitung P>F

Mean vs Total 1110,4

6

1 1110,4

6

Suggested Linear vs Mean 6,73 2 3,37 0,72 0,509

0

2FI vs Linear 0,0025 1 00025 0,0048

0,9983

Kuadratik vs 2FI 26,70 2 13,35 4,71 0,050

6 Suggested

Kubik vs Kuadratik 7,05 2 3,53 1,38 0,3339

Aliased Residual 12,80 5 2,56 Total 1163,7

5 13 89,52

Analisa pemilihan model diakukan berdasarkan jumlah kuadrat dari urutan

model (sequential model sum of square), pengujian ketidakcocokan model (lack

of fit test) dan ringkasan model scera statistik. Model yang mungkin terpilih dari

metode respon permukaan adalah linear, 2FI (interaksi 2 faktor), kuadratik dan

kubik.

a. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan model

Model terpilih berdasarkan uraian jumlah kuadrat adalah urutan polinomial

dengan nilai tertinggi. Syarat model yang diterima nyata (P<5%), hasilnya dapat

dilihat pada tabel 13 dibawah ini:

Tabel 13. Pemilihan model berdasarkan uraian jumlah kuadrat dari urutan

model pada respon kompresibilitas granul probiotik

Sumber keragaman Jumlah

Berdasarkan tabel 13 di atas, dapat diketahui bahwa model terpilih untuk

dapat menjelaskan pengaruh variabel percobaan (suhu dan wakru pengeringan

granul probiotik) terhadap respon viabilitas dan kompresibilitas granul probiotik

adalah model Mean vs Total dan Kuadratik vs 2FI, karena mempunyai nilai p

yang tidak nampak dan untuk kuadratik vs 2FI nilai P lebih dari 5%, dengan kata

lain kedua model tersebut kurang berpengaruh nyata untuk dapat menjelaskan

respon yang dimaksud. Namun model tersebut berstatus disarankan (suggested)

untuk digunakan.

b. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model

Pada pemilihan model ini, dianggap tepat apabila ketidakcocokan model

berpengaruh tidak nyata dan model tersebut berstatus suggested. Hasil pemilihan

model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model disajikan pada tabel 14.

Tabel 14. Pemilihan model berdasarkan pengujian ketidakcocokan model

Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Tengah hitung P>F

Linear 46,55 6 7,76

2FI 46,55 5 9,31

Kuadratik 19,85 3 6,62

Kubik 12,80 1 12,80

Pure Error 0,000 4 0,000

Dari tabel 14 di atas terlihat bahwa tidak ada model yang disarankan yang

berarti seluruh model tersebut memungkinkan menimbulkan pengaruh nyata

terhadap respon.

c. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik

Proses pemilihan model ini berdasarkan ringkasan model secara statistik.

Parameter statistik yang digunakan untuk memilih model yang tepat difokuskan

pada akar R-kuadrat dan prediksi R-kuadrat terendah. Hasil pemilihan model

berdasarkanringkasan model secara statistik dapat dilihat pada tabel 15.

Tabel 15. Pemilihan model berdasarkan ringkasan model secara statistik

pada respon kompresibilitas granul probiotik

Sumber Standar R- Penyesuaian Prediksi keragaman dedviasi kuadrat R-kuadrat R-kuadrat

PRESS

Linear 2,16 0,1263 -0,0484 -0,7614 93,86

2FI 2,27 0,1263 -0,1649 -1,0352 108,45

Kuadratik 1,68 0,6274 0,3613 -1,6493 141,17 Suggested Kubik 1,60 0,7598 0,4234 -14,3759 819,32 Aliased

Berdasarkan tabel 15 di atas, diantara model-model yang ada, ternyata model

kuadratik menunjukkan status suggested yang berarti model tersebut secara

statistik disarankan untuk digunakan.

d. Uji Analisis Variansi (ANOVA) dari model

Uji ANOVA digunakan untuk mengetahui pengaruh masing-masing variabel

dan interaksi antar variabel yang digunakan terhadap respon yield yang diperoleh.

Hasil uji ANOVA dalam metode respon permukaan akan menghasilkan

persamaan model matematik untuk dioptimasi lebih lanjut. Tabel 16 di bawah ini

hasil uji ANOVA yang dilakukan:

Tabel 16. Uji ANOVA dari model untuk respon kompresibilitas granul

probiotik

Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F Nilai P Keragaman Kuadrat Bebas Hitung Hitung P>F

Model 33,43 5 6,69 2,36 0,1471 Not Significant

A-Suhu 0,076 1 0,076 0,027 0,8747

B-Waktu 6,66 1 6,66 2,35 0,1694

AB 0,0025 1 0,0025 0,0088 0,9977

A2

26,66 1 26,66 9,40 0,0182

B2 0,21 1 0,21 0,075 0,7919

Residual 19,85 7 2,84

Lack of Fit 19,85 3 6,62

Pure Error 0,000 4 0,000

Cor Total 53,29 12

Dari tabel 16 terlihat bahwa model dengan nilai F = 2,36 menunjukkan

model tidak siginifikan. Terdapat peluang 14,71% bahwa model dengan nilai F

lebih besar dari 2,36 dapat menimbulkan kekeliruan. Hal tersebut menunjukkan

model kurang baik untuk memprediksi hasil optimasi, oleh karena itu diperlukan

pemodelan lebih baik pada penelitian selanjutnya. Nilai peluang (prob>F) lebih

kecil 0,05 menunjukkan komponen model signifikan. Dalam analisis ini, sumber

keragaman A2

merupakan komponen signifikan. Hal tersebut menandakan bahwa

variabel yang berpengaruh terhadap respon kompresibilitas adalah fungsi kuadrat

suhu pengeringan granul. Sementara variabe lainnya tidak berpengaruh secara

signifikan terhadap respon kompresibilitas granul probiotik.

Tabel 17. Penyesuaian model untuk respon kompresibilitas granul probiotik

Std. Dev 1,68 R-Squared 0,6274

Mean 9,24 Adj R-Squared 0,3613

C.V % 18,22 Pred R-Squared -1,6493

PRESS 141,17 Adeq Precisior 4,364

Nilai negatif pada Pred R-Squared mengindikasikan bahwa rata-rata

secara keseluruhan memberikan prediksi respon yang lebih baik dibandingkan

model yang dipilih.

Tabel 18. Penyesuaian R-kuadrat model untuk respon kompresibilitas granul

probiotik

Faktor Estimasi Derajat Standard 95% CI 95% CI

koefisien Bebas Error Low High VIF

Intercept 7,93 1 0,75 6,15 9,71

A-Suhu -0,097 1 0,60 -1,51 1,31 1

B-Waktu -0,91 1 0,60 -2,32 0,50 1

AB 0,0025 1 0,84 -1,99 1,99 1

A2

1,96 1 0,64 0,45 3,47 1,02

B2

0,18 1 0,64 -1,33 1,68 1,02

Dari tabel 18 didapatkan persamaan model untuk respon kompresibilitas

granul probiotik:

Y= 7,93 – 0,097A – 0,91B + 0,0025AB + 1,96A2 + 0,18B

2

e. Pengaruh masing-masing variabel terhadap respon kompresibilitas

granul probiotik

Pengaruh dan interaksi antar variabel berdasarkan model yang signifikan

terhadap respon kompresibilitas granul probiotik yaitu suhu dan waktu

pengeringan granul, disajikan pada gambar 4 dan 5. Dari gambar bentuk plot 3

dimensi respon kompresibilitas dapat dilihat bahwa tidak ditemukan adanya titik

optimum untuk dicapai nilai kompresibilitas yang baik. Artinya, penggunaan metode

respon permukaan tidak cocok digunakan untuk menentukan nilai optimum

kompresibilitas.

Gambar 3. Pengaruh variabel suhu dan waktu pengeringan granul probiotik

terhadap respon kompresibilitas granul probiotik

Gambar 4. Plot 3 dimensi respon komprsibilitas granul probiotik dari

hubungan suhu dan waktu pengeringan granul probiotik

3. Optimasi waktu dan suhu pengeringan granul dengan kondisi hasil

pemodelan

Percobaan yang telah dilakukan memberikan hasil bahwa model yang

disarankan untuk melihat pengaruh dua variabel (suhu dan waktu pengeringan

granul) terhdap respon viabilitas bakteri dan kompresibilitas granul adalah model

kuadratik. Meskipun untuk respon viabilitas pemodelan Linear disarankan juga,

akan tetapi pada respon kompresibilitas hanya model kuadratik saja yang

disarankan.

Faktor waktu berpengaruh terhadap viabilitas dan faktor suhu berpengaruh

terhadap kompresibilitas. Hal ini menunjukkan lamanya waktu pengeringan

granul tertentu menyebabkan bakteri mengalami penurunan sehingga viabilitas

bakteri pada waktu pengeringan granul tertentu dapat memberi peluang bakteri

untuk bertahan hidup atau mengalami kematian akibat waktu pengeringan granul

tertentu.

Faktor suhu pengeringan granul berpengaruh secara kuadratik terhadap

respon kompresibilitas granul probiotik. Hal ini menunjukkan peningkatan suhu

pengeringan granul sampai batas tertentu akan menghasilkan kualitas granul yang

bagus sekali dan granul dengan kualitas yang baik. Hal ini dikarenakan suhu dapat

mempengaruhi pengikat dalam mengikat butir-butir halus pengisi yang digunakan

sehingga keragaman butir-butir granul yng didapat pada berbagai suhu pun

berbeda-beda pula. Semakin kecil butir-butir granul kering makan akan semakin

rendah nilai kompresibilitasnya karena kerapatannya akan semakin rapat,

sehingga dapat mengisi rongga-rongga didalam granul itu sendiri.

Kondisi optimal suhu dan waktu pengeringan granul yang disarankan RSM

serta prediksi viabilitas dan kompresibilitasnya disajikan pada Tabel 19.

Ringkasan hasil respon viabilitas dan kompresibilitas granul probiotik pada

kondisi percobaan (awal), prediksi model numerik RSM, dan konfirmasi kondisi

optimal RSM disajikan pada tabel 20.

Tabel 19. Kondisi optimal yang disarankan RSM dan prediksi viabilitas dan

kompresibilitas

No Suhu Waktu viaBAL Kompresibilitas Desirabillity (°C) (jam) (cfug) (%)

1 45 2 7,43 11,07 0,845 Selected

Optimasi numerik dilakukan untuk mendapatkan kondisi optimal yang

menghasilkan viabilitas dan kompresibilitas yang baik. Melalui pengaturan

kondisi pengeringan granul (suhu dan waktu) dalam kisaran percobaan, dan hasil

maksimum yang diharapkan, maka kondisi optimal dapat diketahui. Terdapat dua

solusi yang disajikan oleh RSM, akan tetapi hanya satu yang diseleksi mampu

memberikan respon optimal pada percobaan. Kondisi optimal yang disarankan

oleh optimasi numerik adalah suhu 45°C dan waktu 2 jam. Prediksi hasil

maksimum untuk viabilitas adalah 7,43cfu/g dan untuk kompresibilitas granul

adalah 11,07% Dengan desirabillity 84,5%.

Tabel 20. Ringkasan hasil viabilitas dan kompresbilitas granul probiotik

didasarkan pada optimasi rancangan percobaan CCD, prediksi

numerik dan validasi model

Kondisi Rerata yield (respon) Viabilitas Kompresibilitas

Kondisi variabel percobaan awal 5,86 ± 0,84 cfu/g 9,24 ± 2,02 % Model numerik hasil RSM 7,43 cfu/g 11,07 %

Konfirmasi kondisi optimal RSM 8,47 cfu/g 8,06 %

Persen Error 14 % 27,19 %

Persen kenaikan hasil 44,53 % 12,77 %

E. Hasil Evaluasi Granul Probiotik

1. Hasil evaluasi granul probiotik

Evaluasi yang dilakukan pada masa granul yang telah dibuat meliputi

sudut diam, waktu alir, kompresibilitas dan distribusi ukuran partikel. Dapat

dilihat dalam tabel 21.

Tabel 21. Hasil Evaluasi Masa Granul Probiotik

Granul Sudut Waktu alir Kompresibilitas diam (°) (detik) (%)

40°C 3 Jam 27,24 9,33 14,28

45°C 2 Jam 28,73 9,33 9,67

45°C 4 Jam 25,33 10,66 6,66

50°C 1 Jam 30,90 13 10

50°C 3 Jam 25,04 10 7,93

50°C 5 Jam 30,32 9 9,09

55°C 2 Jam 26,00 9,33 10,93

55°C 4 Jam 27,98 11 7,93

60°C 3 Jam 31,41 9 11,94

Rata-rata dari pengujian sudut diam yang didapatkan dari seluruh granul

dengan pengulangan 3 kali sebesar 25 sampai 31 derajat. Berdasarkan hasil di atas

dapat disimpulkan sudut terkecil terdapat pada granul dengan suhu 50°C selama 3

jam dan sudut terbesar terdapat pada granul 60°C selama 3 jam. Hasil ini

menunjukkan bahwa secara teoritis granul memenuhi persyaratan yaitu diatas 25

dan di bawah 40°.

Rata-rata pengujian waktu alir pada seluruh granul dengan pengulangan 3

kali. Hasil menunjukkan waktu yang dibutuhkan granul probiotik untuk mengalir

rata-rata berada diatas 9 detik. Secara teoritis syarat waktu alir yang baik untuk

granul adalah di bawah 10 detik. Akan tetapi ada 4 granul yang tidak memenuhi

syarat waktu alir dalam granul probiotik. Yaitu granul 45°C selama 4 jam, 50°C

selama 1 jam, 50°C selama 3 jam dan 55°C selama 4 jam. Hal ini dapat

disebabkan karena pencampuran bahan yang tidak homogen sehingga bentuk

granul tidak seragam. Semakin seragam bentuk granul maka semakin cepat waktu

yang dibutuhkan granul mengalir melewati corong.

Selain itu dilakukan juga uji kompresibilitas. Hasil yang didapat dari rata-

rata granul probiotik secara teoritis sudah memenuhi persyaratan yaitu dibawah

15%. Nilai % kompresibilitas yang rendah menunjukkan sifat alir yang baik. Nilai

kompresibilitas terkecil dimiliki oleh granul 45°C selama 4 jam sebesar 6,66%

uji distribusi ukuran granul dimaksudkan untuk mengetahu ukuran granul

dan penyebaran ukuran granul, hal ini perlu diketahui karena dapat mempengaruhi

proses pencampuran, yaitu partikel-partikel yang lebih besar cenderung memisah

dari partikel-partikel yang lebih kecil dan bergerak kebawah sedangkan partikel-

partikel kecil akan naik keatas. Rata-rata dari hasil pengujian distribusi ukuran

granul seluruh granul memiliki fines kurang dari 10% dari bobot granul. Hal ini

menunjukkan bahwa seluruh granul memenuhi sifat alir yang baik.

f. Hasil uji viabilitas bakteri Lactobacillus casei pada granul probiotik

1. Hasil perhitungan jumlah bakteri Lactobacillus casei

Jumlah bakteri didalam granul sangat menentukan kualitas granul probiotik

yang dihasilkan. Diharapkan viabilitas BAL dalam granul tetap tinggi sehingga

dapat memberikan pengaruh yang baik bagi kesehatan. Hasil uji jumlah bakteri

granul probiotik dapat dilihat pada gambar 9.

500

400

300

200

100

0

40°C 45°C 45°C 50°C 50°C 50°C 55°C 55°C 60°C

10¯4

10¯5

10¯6

3 Jam

2 Jam

4 Jam

1 Jam

3 Jam

5 Jam

2 Jam

4 Jam

3 Jam

Gambar 9. Viabilitas granul probiotik

Hasil uji bakteri pada granul probiotik yang dilakukan dapat dilihat pada

gambar 6. Berdasarkan data di atas hanya granul pada suhu 55°C selama 4 jam

dan granul suhu 60°C selama 3 jam yang tidak memenuhi persyaratan FAO dan

WHO, produk olahan probiotik didalamnya harus mengandung setidaknya 10¯6

-

10¯7 cfu bakteri hidup per gram dari produk probiotik.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kondisi optimal yang disarankan

oleh RSM, yaitu perlakuan suhu pengeringan 45°C selama 2 jam merupakan

kondisi terbaik untuk mendapatkan viabilitas dan kualitas granul probiotik yang baik.

B. Saran

Dari hasil penelitian yang dapat disarankan untuk mengeringkan granul

dengan teknik lain, misalnya menggunakan oven vacum. Agar didapat kualitas

granul dan viabilitas yang baik.

BAB 6. LUARAN YANG DICAPAI

Luaran yang dicapai berisi Identitas luaran penelitian yang dicapai oleh peneliti sesuai

dengan skema penelitian yang dipilih.

Jurnal

IDENTITAS JURNAL

1 Nama Jurnal Farmasains

2 Website Jurnal

3 Status Makalah Draff

4

4 Tanggal Submit

5 Bukti Screenshot submit

DAFTAR PUSTAKA

Agoes G. 2012. Sediaan Farmasi Padat. Edisi pertama. Institut Teknologi

Bandung, Bandung. Hlm. 282, 284.

Badan Standarisasi Nasional. 2009. Yoghurt. SNI 2981. Badan Standarisasi

Nasional, Jakarta.

Box, G.E.P., Hunter, W.G. and Hunter, J.S. (1978) Statistics for Experimenters: An

Introduction to Design, Data and Analysis and Model Building. New york:

John Wiley & Sons, Inc.

Departemen Kesehatan RI. 1995. Farmakope indonesia. Edisi IV. Jakarta : Direktorat

Jendral Pengawas Obat dan Makanan; Hlm.107, 515.

Elok, Z., Ella, S. Dan Marissa, M. 2005. Peranan substitusi dengan sari wortel dan

kondisi fermentasi terhadap karakteristik minuman susu terfermentasi bakteri

asam laktat. Jurnal teknologi pertanian vol. 6 No. 2. Universitas Brawijaya,

Malang. Hlm.93-100.

FAO/WHO. 2001 Health and nutritional properties of probiotics in food including

powder milk with live lactic bacteria. [Report of joint FAO/WHO expert

consultation]. Cordoba, Argentina, 1-4 October, 2001.

Febriandy, A. 2011. Pengaruh pemberian bakteri probiotik (Lactobacillus casei)

terhadap penghambatan hiperplasiaprostat pada mencit. Skripsi. Fakultas

Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.

Hadioetomo SR. 1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. PT. Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta. Hlm.76.

Hidayat N, Masdiana CP, Sri S. 2006. Mikrobiologi Industri. ANDI, Yogyakarta.

Hlm. 142, 147, 148, 152-154, 175.

INS no.421.2004 dalam “Bahan tambahan pangan pemanis buatan – persyaratan

penggunaan” dalam SNI 01-6993.

Kailasapathy, K. 2002. Microencapsulation of probiotic bacteria: technology and

potential applications. Curr. Issues Intest. Microbiol. 3:39-48.

Lachman L, Llieberman HA, Kanig JL. 1994. Teori dan Praktek Farmasi

Industri. Edisi III Vol. 2. Terjemahan: Siti Suyatmi. UI Press. Jakarta. Hlm

677, 680, 682-685.

Lachman L, Llieberman HA, Kanig JL. 2008. Teori dan Praktek Farmasi

Industri. Edisi III Vol. 2. Terjemahan: Siti Suyatmi. UI Press. Jakarta.

Hlm.681-685, 691.

Lopez J. 2000. Probiotics in animal nutrition. Asian-Aust J Anim Sci, 13, special issue:

12-26

Mandal S, Puniya AK dan Singh K. 2006. Effect of alginate concentrations on

microencapsulated Lactobacillus casei NCDC-298. International daliy

journal 16: 1190-1195.

Margawani, K.R. 1995. Lactobacillus casei galur shirota (Bakteri Yakult).

Peranannya dalam kesehatan manusia. Bul,. Teknik dan industri pangan. Vol

no.2. Hal: 93-99.

Montgomery DC. 2001. Design and Analysis of experimentas 5th Edition. John

Wiley & Sons, Inc., New York.

Rokka S, Rantamaki P. 2010. Protecting probiotic bacteria by microencapsulation:

challenges for industrial application. Eur Food Res Technol 231: 1-12.

Salminen, S., B. Ruault, J. H. Cumming, A. Frank, G. R. Gibson, E. Isolauri, M.

C.Moreu, M. Roberfroid, I. Rowland. 1998. Functional food science

gastrointestinal physiology and function. Br. J. Nutr.

Salminen, S and A.V. Wright. 1998. Lactic Acid Bacteria. Marcell Dekker Inc.

New York

Siregar CJP. 2010. Teknologi Farmasi Sediaan Tablet Dasar-Dasar Praktis.

Universitas Indonesia, Jakarta. Hlm. 17, 30, 34-36, 159, 161-163, 170.

193, 196, 198, 202, 203, 204, 516.

Syahrurahman A. 1994 Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran Edisi Revisi.

Binarupa Aksara.

Untari. 2010. Pengaruh pemberian minuman probiotik terhadap pola defekasi.

Skripsi. Fakultas Kedokteran, Universitas Diponegoro,Semarang.

Voight R. 1995. Buku Pelajaran Teknologi Farmasi. Universitas Gadjah Mada,

Yogyakarta. Hlm. 160.

Widodo, soeparno, E. Wahtuni. 2003. Bioenkapsulasi probiotik (Lactobacillus casei)

dengan pollard dan tepung terigu serta pengaruhnya terhadap viabilitas dan

laju pengasaman. J.Teknologi dan Industri Pangan. (2):98 -106.