Fikosianin David 13.70.0073 a4 Unika Soegijapranata

Acara IV

FIKOSIANIN

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMTEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun oleh:

Kelompok A4

Nama : Oh, Michael David

NIM : 13.70.0073

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

2015

1. MATERI DAN METODE

1.1. Alat dan Bahan

1.1.1. Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum fikosianin adalah sentrifuge, stirrer, alat

pengering (oven), plate stirrer.

1.1.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum fikosianin adalah Biomasa Spirulina kering,

akuades, dekstrin.

1.2. Metode

1

Dilarutkan dalam aqua destilata (1 : 10)

Biomassa Spirulina dimasukkan dalam erlenmeyer

2

Diaduk dengan stirrer ± 2 jam

Disentrifugasi 5000 rpm, 10 menit hingga didapat endapan

Supernatan diukur kadar fikosianin pada panjang gelombang 615 nm dan 652 nm

3

Dicampur merata dan dituang ke wadah

Dioven pada suhu 45°C hingga kadar air ± 7%

Ditambah dekstrin dengan supernatan : dekstrin = 1 : 1

4

Didapat adonan kering yang gempal

Dihancurkan dengan penumpuk hingga berbentuk powder

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan dari praktikum fikosianin dengan bahan biomassa Spirulina kering dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil pengamatan absorbansi, KF, dan yield

Kel Berat Jumlah Aquades Total FiltratOD 615

OD 652

KF Yield Warna

 BioMassa Kering(g)

yang ditambahkan(ml)

yang diperoleh

(mg/ml) (mg/ml) Sebelum diOven Sesudah diOven

A1 8 80 58 0,0544 0,0225 0,819 5,938 ++ ++A2 8 80 58 0,0569 0,0223 0,868 6,293 ++ ++A3 8 80 58 0,0568 0,0227 0,862 6,250 ++ ++A4 8 80 58 0,0569 0,0226 0,865 6,271 ++ +A5 8 80 58 0,0574 0,0226 0,874 6,337 ++ ++

Keterangan

Warna :

+ : Biru muda

++ : Biru

+++ : Biru tua

Semua kelompok menggunakan sampel biomassa kering sebanyak 8 gram, dengan penambahan aquades sebanyak 80 ml. Total filtrat yang

diperoleh setelah proses penyaringan sebanyak 58 ml. Absorbansi tertinggi pada panjang gelombang 615 nm adalah 0,0574 (kelompok A5)

dan absorbansi terendah adalah 0,0544 (kelompok A1). Untuk absorbansi pada panjang gelombang 652 nm, penyerapan tertinggi ada pada

kelompok A3, yaitu sebesar 0,0227 nm dan yang terendah sebesar 0,0223 (pada kelompok A2). Untuk KF, nilai tertinggi sebesar 0,874

mg/ml (kelompok A5) dan KF terendah sebesar 0,819 mg/ml (kelompok A1). Yield tertinggi sebesar 6,337 mg/g yang dimiliki oleh

5

6

kelompok A5 dan yield terendah ada pada kelompok A1 sebesar 5,938 mg/g. Untuk warna, baik sebelum dan sesudah di oven semua

kelompok (kecuali A4) memberikan hasil sama yaitu warna biru. Untuk A4, sebelum dioven memberikan warna biru, namun setelah

dioven warnanya menjadi biru muda.

3. PEMBAHASAN

Fikosianin merupakan pewarna yang dapat digunakan untuk memberikan warna biru

pada bahan pangan. Fikosianin ini tergolong pewarna alami. Karakteristik dari

fikosianin sendiri adalah larut dalam air dan dapat diuraikan, namun sebagai pewarna

alami, fikosianin ini memiliki kelemahan berupa kurang stabil terhadap panas, pH, dan

cahaya (Arylza, 2005). Fikosianin sendiri adalah pigmen yang memiliki polipeptida

dengan sub unit alfa dan beta. Umumnya fikosianin memberikan kontribusi terhadap

bangan pangan dalam hal pemberian warna sebesar 20% berat kering Spirulina

(Duangse et al, 2009 ; Devanathan & Ramanathan, 2012). Karakteristik dari senyawa

polipeptida yang dimiliki oleh fikosianin adalah pH yang berkisar antara 8 – 11,

sehingga perlu diperhatikan suhu pemrosesannya untuk mendapatkan kualitas fikosianin

yang baik (Seo et al, 2013). Fikosianin dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kondisi

lingkungan saat pemrosesan, jumlah dan jenis dari pelarut yang digunakan (Handayani

et al, 2012). Kemudian, dari penelitian Romay et al (2003), fikosianin sebagai pigmen

juga memiliki manfaat berupa anti-aging, antioksidan dan anti inflamasi

(pembengkakan), serta dapat menekan pertumbuhan dari sel kanker. Perbandingan

antara biomassa dan pelarut juga mempengaruhi pigmen fikosianin yang dihasilkan.

Handayani et al (2012) menyatakan bahwa semakin tinggi perbedaan perbandingan

antara biomassa dan pelarut, maka tingkat kemurnian dari fikosianin akan menurun.

Berbicara soal fikosianin, senyawa tersebut tidak terlepas dari mikroalga yang bernama

Spirulina. Spirulina sendiri adalah mikroalga yang sering digunakan dalam pembuatan

fikosianin dan termasuk dalam golongan alga hijau-biru (cyanobacter). Spirulina

termasuk mikroorganisme alkafilik halobakteri, yang dapat hidup dalam kondisi basa

dan garam tinggi (Seo et al, 2013). Kay (1991) menambahkan bahwa karakteristik dari

Spirulina dapat menjadi sebuah keuntungan saat digunakan sebagai bahan tambahan

pangan (BTP), yaitu berupa kandungan nutrisinya, seperti 55% - 70% protein, 6% - 9%

lemak, 15% - 20% karbohidrat. Selain itu, Spirulina juga memiliki mikronutrien seperti

vitamin dan mineral dan rendah asam nukleat. Urek & Tarhan (2012) menyatakan

keunggulan lain dari Spirulina, yaitu reproduksi yang cepat dan mudah dalam

pemanenan.

7

8

Dalam praktikum ini, metode yang digunakan dalam memproses biomassa Spirulina

adalah ekstraksi. Langkah awalnya adalah dengan memasukkan biomassa Spirulina ke

erlenmeyer, lalu diberi aqua destilata dengan perbandingan 1 : 10. Menurut Seo et al

(2013), pemberian air berfungsi untuk melarutkan pigmen fikosianin dalam Spirulina.

Beliau menambahkan bahwa heksan dan larutan buffer juga dapat digunakan untuk

melarutkan pigmen fikosianin, dan dalam penelitiannya heksan adalah pelarut yang

paling efektif dalam menghasilkan fikosianin. Berikutnya adalah pengadukan

menggunakan stirrer selama 2 jam, diteruskan dengan sentrifugasi pada 5000 rpm

selama 10 menit yang berfungsi agar pigmen fikosianin makin larut dan terbentuklah

endapan dan supernatan. Selanjutnya, supernatan yang didapat diukur absorbansinya

(guna mengetahui tingkat kemurnian fikosianin) pada panjang gelombang 615 nm dan

652 nm. Penggunaan panjang gelombang tersebut berdasarkan teori dari Sidler (1994),

yang menyatakan bahwa fikosianin memiliki serapan optimal pada panjang gelombang

615 – 620 nm dan akan memberikan warna biru kobalt. Langkah selanjutnya setelah

spektrofotometri adalah penambahan dekstrin pada supernatan dengan perbandingan 1 :

1 (supernatan : dekstrin). Tujuan dari penggunaan dekstrin sendiri adalah untuk

melindungi fikosianin dari proses pengeringan yang dilakukan nantinya (Murtala, 1999)

Dekstrin sendiri merupakan polisakarida yang dihasilkan dari hidrolisis pati secara

parsial menggunakan enzim, asam, maupun kombinasi keduanya. Dekstrin sendiri

memiliki ikatan alfa-1,4-D-glukosa, sehingga dekstrin memiliki kecenderungan untuk

menyerap air (higroskopis) dan tahan terhadap suhu tinggi (Carvalho et al, 2007). Sifat

dari dekstrin yang tahan terhadap suhu tinggi tersebut digunakan untuk melindungi

fikosianin dari proses pengeringan.

Tahap selanjutnya adalah dilakukan pengeringan menggunakan oven pada suhu 45°C

hingga kadar air mencapai ±7% dan didapatkan adonan kering yang gempal, diikuti

penghancuran adonan gempal tersebut hingga berbentu powder. Pengeringan yang

dilakukan juga memiliki tujuan, yaitu untuk mendapatkan adonan yang gempal, yang

nantinya dapat dihancurkan untuk mendapatkan fikosianin yang berbentuk bubuk

(Murtala, 1999). Pengeringan untuk menghasilkan fikosianin sangatlah penting. Jika

9

dalam pengeringan terjadi hal-hal yang kurang mendukung maka fikosianin yang

dihasilkan juga tidak maksimal, karena fikosianin merupakan pigmen yang sensitif suhu

tinggi dan sensitif terhadap perubahan pH (Seo et al, 2013). Selain itu, fikosianin juga

mengandung polipeptida (yang termasuk protein) sehingga jika terjadi kondisi yang

kurang menguntungkan dapat membuat yield yang dihasilkan menurun dan kemurnian

fikosianin menurun. Handayani et al (2012) mengatakan bahwa suhu optimal untuk

pemrosesan adalah 30°C.

Dalam praktikum ini, yang diamati adalah absorbansi pada panjang gelombang 615 nm

dan 652 nm. Kemudian, dari abosrbansi tersebut dapat diketahui kadar fikosianin

(mg/ml) dan yield (mg/g). Dari hasil absorbansi tiap kelompok, pada panjang

gelombang 615 nm, hasil dari kelompok A1 adalah 0,0544 ; A2 adalah 0,0569 ; A3

adalah 0,0568 ; A4 adalah 0,0569 ; A5 adalah 0,0574. Kemudian, absorbansi pada

panjang gelombang 652 nm adalah 0,0225 untuk kelompok A1, 0,0223 untuk kelompok

A2, 0,0227 untuk kelompok A3, 0,0226 untuk kelompok A4 dan A5. Jika dilihat, antara

panjang gelombang 615 nm dan 652 nm terpaut cukup tinggi, serta hasil dari abosrbansi

pada panjang gelombang 615 nm lebih tinggi. Hal tersebut sesuai dengan teori dari

Sidler (1994) yang menyatakan bahwa panjang gelombang 615 – 620 nm adalah

panjang gelombang optimal untuk fikosianin.

Berikutnya, konsentrasi fikosianin dapat dicari dari absorbansi tersebut. KF (konsentrasi

fikosianin dalam mg/ml) secara berurutan dari A1 hingga A5 adalah 0,819 ; 0,868 ;

0,862 ; 0,865 ; 0,874. Song et al (2013) menyatakan bahwa fikosianin yang dapat

digunakan sebagai bahan tambahan pangan memiliki kadar <0,7 (food grade). Lalu,

Handayani et al (2012) menambahkan bahwa kadar fikosianin >4 adalah fikosianin

dengan kemurnian tinggi, sedangkan <3 adalah fikosianin dengan kemurnian rendah.

Hasil yang didapat dalam praktikum menandakan bahwa fikosianin yang dihasilkan

memiliki kemurnian tinggi dan tergolong sedikit di atas food grade, karena memiliki

nilai sebesar ±0,8. KF yang didapat dapat digunakan untuk menghitung nilai yield yang

dihasilkan, dengan cara mengkalikan KF dengan volume total filtrat lalu dibagi dengan

berat biomassa dalam gram. Yield yang dihasilkan sebanding dengan KF yang dimiliki

oleh tiap kelompok, di mana yield terendah sebesar 5,938 mg/g (KF dari A1 juga

10

terendah, yaitu sebesar 0,819) dan yield tertinggi sebesar 6,337 mg/g (KF dari A5 juga

tertinggi, yaitu sebesar 0,874 mg/ml). Hasil dari yield yang didapat sesuai dengan teori

dari Handayani et al (2012), yang mengatakan bahwa konsentrasi fikosianin akan

sebanding dengan yield yang dihasilkan.

Kemudian, hal lain yang diamati adalah warna sebelum dan sesudah dioven. Semua

kelompok, kecuali A4 memberikan hasil sebelum dioven berwarna biru dan sesudah

dioven tetap berwarna biru. Namun, untuk A4 sebelum dioven berwarna biru dan

sesudah dioven berwarna biru muda. Hasil dari kelompok A4 sudah sesuai dengan teori

yang diungkapkan oleh Sidler (1994) yang mengatakan bahwa fikosianin merupakan

pigmen yang tidak tahan terhadap panas, terutama saat pengeringan, sehingga setelah

dikeringkan dapat terjadi kemungkinan pigmen fikosianin menjadi pudar warnanya.

Pudarnya warna dari fikosianin disebabkan oleh menurunnya kemurnian dari fikosianin

itu sendiri, kemudian kondisi saat pemrosesan, kemudian biomassa yang digunakan

serta perbandingan yang digunakan. Jumlah dekstrin yang diberikan juga dapat

mempengaruhi warna dari fikosianin (Devanathan & Ramanatha, 2012). Sebaliknya,

selain kelompok A4, warna sebelum dan sesudah dioven memberikan hasil yang sama

karena bisa saja ada faktor lain seperti lamanya pemanasan yang tidak sama, jumlah

dekstrin yang diberikan kurang akurat, serta biomassa yang tidak tepat 8 g (seperti

metode yang ditetapkan).

Dalam jurnal “Extraction and Purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis in

Conventional and Integrated Aqueous Two-Phase Systems” dikatakan bahwa kemurnian

dari C-fikosianin lebih optimal pada pH 6 dibandingkan dengan pH 7. Dalam praktikum

ini tidak diketahui pH yang tepat dari fikosianin yang didapat, namun tingkat kemurnian

dari fikosianin hanya dilihat dari kadar fikosianin yang didapat. Kemudian dalam

penelitian Sherma et al (2014), dalam jurnalnya “Effect of Carbon Content, Salinity and

pH on Spirulina platensis for Phycocyanin, Allophycocyanin, Phycoerythrin

Accumulation”, mengatakan bahwa produksi dari pigmen-pigmen yang dihasilkan oleh

Spirulina platensis dapat ditingkatkan, khususnya fikosianin. Cara peningkatan

fikosianin tersebut adalah dengan menambahkan NaCl 0,4 M, mengatur pH hingga 7,

dan defisiensi karbon. Sherma et al bertujuan menguji apakah fikosianin dapat

11

ditingkatkan dengan membuat kondisi yang stressful pada Spirulina platensis, dan hal

tersebut terbukti bahwa produksi fikosianin dapat meningkat dengan ketiga kondisi

yang telah disebutkan di atas.

Seo et al (2013) mengungkapkan bahwa pada proses ekstraksi fikosianin dengan

emnggunakan pelarut saja dapat memberikan hasil yang kurang stabil. Oleh karena itu,

jurnal “Stable Isolation of Phycocyanin from Spirulina platensis Associated with High-

Pressure Extraction Process” membahas tentang meminimalisir ketidakstablian dari

proses dengan menggunakan tekanan tinggi yang dikombinasikan dengan ekstraksi

biasa. Selain itu, juga diketahui bahwa dengan tekanan tinggi tersebut, hasil dari

fikosianin yang didapat juga meningkat sebesar 3 – 5 %. Tekanan tinggi dapat

meningkatkan hasil dari fikosianin karena membran sel dari Spirulina platensis

mengalami kerusakan serta polipeptida yang ada pada fikosianin sedikit yang

mengalami degradasi.

Jurnal “Thermal Stability Improvement of Blue Colorant C-phycocyanin from Spirulina

platensis for Food Industry Applications” membahas tentang fruktosa yang digunakan

dapat menjaga kestabilan suhu dari fikosianin yang digunakan. Konsentrasi dari

monosakarida yang digunakan lebih berpengaruh dibandingkan dengan jenis

monosakarida, yang dalam penelitian dari jurnal ini adalah fruktosa. Fruktosa

memberikan efek yang paling efisien dibandingkan dengan jenis gula yang lain. Lalu

dalam jurnal “Comparison of Different Extraction Methods for Phycocyanin Extraction

and Yield from Spirulina platensis” membahas tentang perbandingan dari metode

ekstraksi terhadap hasil dari fikosianin. Dalam jurnal ini, ada 2 metode ekstraksi yang

digunakan, yaitu pengeringan (drying) dan freezing-thawing. Dari hasil yang didapat,

freezing-thawing lebih optimal dibandingkan dengan pengeringan, karena pengeringan

mengalami kehilangan sebesar 50%. Kehilangan tersebut sesuai dengan sifat dari

fikosianin itu sendiri (tidak tahan suhu panas).

4. KESIMPULAN

Fikosianin merupakan pigmen berwarna biru yang didapat dari Spirulina platensis.

Fikosianin dibuat menggunakan metode ekstraksi.

Perbandingan antara air dan biomassa dapat menentukan kualitas kemurnian dari

fikosianin.

Perbandingan air dan biomassa yang semakin kecil akan menghasilkan kemurnian

dari fikosianin yang lebih tinggi.

Panjang gelombang dari fikosianin yang optimal penyerapannya adalah 615 – 620

nm.

Dekstrin yang ditambahkan berfungsi sebagai pelindung fikosianin dari suhu tinggi

saat pengeringan.

Tekanan yang tinggi dan dikombinasi dengan ekstraksi akan menghasilkan

fikosianin yang lebih optimal.

Tekanan tinggi pada proses ekstraksi dapat merusak membran sel dari Spirulina

platensis sehingga fikosianin dihasilkan lebih tinggi.

Fikosianin dapat ditingkatkan kemurniannya dengan mengkondisikan lingkungan

seperti penambahan NaCl 0,4 M, pH 7 dan defisiensi karbon.

Yield fikosianin berbanding lurus dengan konsentrasi dari fikosianin.

Pengovenan menyebabkan warna fikosianin menjadi pudar.

Fikosianin merupakan pigmen yang tidak tahan terhadap suhu tinggi saat

pengeringan.

Semarang, 21 September 2015 Asisten Dosen :

Praktikan, -Deanna Suntoro

-Ferdyanto Juwono

Oh, Michael David S

13.70.0073

12

5. DAFTAR PUSTAKA

Arylza, I.S. (2005). Isolasi Pigmen Biru Fikosianin dari Mikroalga Spirulina plantesis. Jurnal Oseanologi dan Limnologi di Indonesia Vol 38:79-92.

Carvalho, J, Goncalves, C, Gil, A.M & F.M, Gama. (2007). Production and Characterization of New Dextrin Base Hydrogel. European Polymer Journal Vol 43:3050-3059.

Devanathan, J & N, Ramanathan. (2012). Pigmen Production From Spirulina plantesis Using Seawater Supplemented with Dry Poultry Mannure. J.Algal.Biomass.Utln Vol 3(4):66-73.

Duangsee, R, Phoopat, N, Ningsanond, S. (2009). Phycocyanin Extraction From Spirulina plantesis and Extract Stability Under Various pH and Temperature. As.J.Food.Ag-ind Vol 2(4):819-826.

Francine et al. (2010). Extraction and Purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis in Conventional and Integrated Aqueous Two-Phase Systems. J. Braz Chem Soc. Vol 21, no. 5.

Giulia et al. (2014). Thermal Stability Improvement of Blue Colorant C-phycocyanin from Spirulina platensis for Food Industry Applications. Journal of Process Biochemistry. Page 154-159.

Handayani, N.A, Hadiyanto, Deviana, M, Dianratri, I & A, Nugroho. (2012). A Simple Method for Efficient Extraction and Separation of C-phycocyanin from Spirulina plantesis. Department of Chemical Engineering Diponegoro University. Semarang.

Kay, R,A. (1991). Microalgae as Food and Supplement. Crit.Rev.Food.Sci Vol 30:555-573.

Murtala, S. S. (1999). Pengaruh Kombinasi Jenis Dan Konsentrasi Bahan Pengisi Terhadap Kualitas Bubuk Sari Buah Markisa Siul (Passiflora edulis). Tesis Pasca Sarjana Universitas Bawijaya. Malang.

Romay, C.H, Gonzales, R, Ledon, N, Ramirez, D, Rimbau, V. (2003). C-phycocyanin: a Biliprotein with Antioxidant, Anti-inflammatory, and Neuroprotective Effects. Curr.Protein.Pept.Sci Vol 4:207-216.

Seo, Y.C, Choi, W.S, Park, J.H, Park, J.O, Jung, K.H & H.Y, Lee.(2013). Stable Isolation of Phycocyanin from Sprilunia plantesis Associated With High Pressure Extraction Process. Int.J.Mol.Sci Vol 14:1778:1787.

Sharma et al. (2014). Effect of Carbon Content, Salinity and pH on Spirulina platensis for Phycocyanin, Allophycocyanin and Phycoerythrin Accumulation. Journal of Microbial & Biochemical Technology. 6:4.

13

14

Sidler, W.A. (1991). Phycobilisome and Phycobiliprotein Structure. In Bryant, D.A. The Molecular Biology of Cyanobacteria. Kluwer Academic. Netherlands.

Sivasankari, S., Naganandhini & David Ravindran. (2014). Comparison of Different Extraction Methods for Phycocyanin Extraction and Yield from Spirulina platensis. International Journal of Current Microbiology and Applied Science. Vol. 3 number 8 (2014) pp. 904-909.

Urek, R.O & L, Tarham. (2012). The Relationship Between Antioxidant System and Phycocyanon Production in Spirulina Maxima with Respect to Nitrate Concentration. Turk.J.Bot Vol Vol 36:369-377.

Yong et al. (2013). Stable Isolation of Phycocyanin from Spirulina platensis Associated with High-Pressure Extraction Process. International Journal of Molecular Sciences.

6. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan

Perhitungan Fikosianin

KF(mg/ml) =

Yield (mg/g) =

Kelompok A1

KF(mg/ml) =

= 0,819mg/ml

Yield (mg/g) =

= 5,938 mg/g

Kelompok A2

KF(mg/ml) =

= 0,868mg/ml

Yield (mg/g) =

= 6,293 mg/g

15

16

Kelompok A3

KF(mg/ml) =

= 0,862mg/ml

Yield (mg/g) =

= 6,250 mg/g

Kelompok A4

KF(mg/ml) =

= 0,865mg/ml

Yield (mg/g) =

= 6,271 mg/g

Kelompok A5

KF(mg/ml) =

= 0,874mg/ml

Yield (mg/g) =

= 6,337 mg/g

6.2. Laporan Sementara

17

6.3. Diagram Alir

18

6.4. Abstrak Jurnal