FIKOSIANIN:PEWARNA ALAMI DARI BLUE GREEN MICROALGA SPIRULINA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMTEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun oleh: Nama: Yonathalia Putri Arumi NIM: 13.70.0008Kelompok: D2

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

2015 Acara IV2

MATERI METODE

Alat dan Bahan Alat Dalam pelaksanaan praktikum ini digunakan peralatan antara lain sentrifuge, pengaduk / stirrer, alat pengering (oven), dan plate stirrer.

Bahan Dalam pelaksanaan praktikum ini digunakan bahan-bahan antara lain biomassa spirulina basah atau kering, aqua destilata, dan dekstrin.

Metode

Biomassa Spirulina ditimbang dalam cawan

Dimasukkan dalam Erlenmenyer.

Dilarutkan dalam aqua destilata (1 : 10).

Diaduk dengan stirrer 2 jam

Disentrifugasi 5000 rpm, 10 menit hingga didapat endapan dan supernatant.1

Supernatan diencerkan sampai pengenceran 10-1 dan diukur kadar fikosianinnya pada panjang gelombang 615 nm dan 652 nm

Supernatan diambil 8 ml dan ditambah dekstrin dengan perbandingan supernatan : dekstrin = 1 : 1

Dicampur merata dan dituang ke wadah

Dioven pada suhu 50C hingga kadar air 7%

Didapat adonan kering yang gempal

Dihancurkan dengan penumbuk hingga berbentuk powder

Kadar Fikosianin (mg/g) diukur dengan rumus :

1

HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan analisa fikosianin dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Analisa Fikosianin KelBerat Biomassa Kering (g)Jumlah Aquades yang ditambahkan (ml)Total Filtrat yang diperolehOD 615OD 652KF(mg/ml)Yield(mg/g)Warna

Sebelum diovenSesudah dioven

D1880550,18540,17330,1931,327+++

D2880550,19140,17970,1991,368+++

D3880550,18630,18430,1851,272+++

D4880550,19800,18030,2111,451+++

D5880550,16870,20290,1360,935+++

Keterangan Warna:+: Biru Muda++ : Biru+++: Biru Tua

Dari Tabel 1, diketahui bahwa berat biomassa kering yang digunakan sebesar 8 gram, jumlah aquades yang ditambahkan sebanyak 80 ml, dan total filtrat yang diperoleh sebanyak 55 ml. Nilai OD 615, OD 652, KF, dan Yield yang dihasilkan pada tiap kelompok tidak jauh berbeda, yakni nilai OD 615 lebih besar dari nilai OD 652, nilai KF berkisar 0,18 mg/ml, dan Yield bekisar 1,3 mg/g, kecuali pada kelompok D5 dengan nilai OD 615 lebih kecil dari nilai OD 652, nilai KF sebesar 0,136 mg/ml, dan Yield sebesar 0,935 mg/g. Warna yang dihasilkan sebelum dioven adalah biru, sementara warna yang dihasilkan sesudah dioven adalah biru muda pada seluruh kelompok.

6

PEMBAHASAN

Spirulina platensis merupakan salah satu mikroalga golongan Cyanobacteria yang memiliki biomassa dengan karakteristik nutrisi yang unggul. Spirulina platensis memiliki kandungan protein yang tinggi dan juga komponen antioksidan yang tinggi sehingga dapat menurunkan tingkat serum lipid dan meningkatkan kadar HDL dalam tubuh. Spirulina platensis umumnya digunakan sebagai pewarna alami akibat kandungan fikobilin didalamnya (Walter, et al., 2011).

Protein fikobilin terdiri dari dimer dengan subunit (a dan b) dari polipeptida berpigmen. Karakteristik dari protein fikobilin antara lain memiliki fluoresensi tinggi, stabilitas penyimpanan yang baik pada suhu antara 4 dan 10 C, titik isoelektrik (IP) mendekati 4,65, yang membuat protein fikobilin mudah berikatan dengan antibodi dan protein lain secara konvensional tanpa mengubah karakteristik spektral, memiliki koefisien molar absorbansi dan emisi yang tinggi, serta stabilitas oligomer dan stabilitas cahaya yang tinggi (Walter, et al., 2011). Protein fikobilin yang merupakan pigmen dengan warna cerah berfungsi sebagai penangkap cahaya yang digunakan untuk bahan bakar proses fotosintesis dalam mikroalga Spirulina. Protein fikobilin yang berasal dari mikroalga umumnya diklasifikasikan ke dalam 3 kelompok utama yaitu fikoeritrin, alofikosianin, dan fikosianin. Pigmen yang mendominasi dalam kelompok protein fikobilin adalah fikosianin (Zhang, et al., 2015).

Fikosianin merupakan pigmen penangkap cahaya yang terdiri dari kromofor bilin yang menempal pada residu sistein dari apoprotein. Fikosianin memiliki berat molekul sekitar 140-210 kD dan dua subunit, dan (Salama, et al., 2015). Fikosianin digunakan sebagai pewarna biru alami yang penting dalam industri makanan, misalnya dalam industri permen karet, produk susu dan jelly. Selain sebagai pewarna, fikosianin juga memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas seperti radikal alkoksida, hidroksida dan peroksida, dimana aktivitas antioksidannya sama dengan 20 kali aktivitas antioksidan dari asam askorbat (Gelagutashvili & Tsakadze, 2013).

Berdasarkan Vijaya & Anand (2009), terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi stabilitas dari fikosianin, salah satunya adalah intensitas cahaya. Intensitas cahaya yang rendah dapat merangsang sintesis sel yang menghasilkan protein fikobilin dan meningkatkan kinerja dari sel ini. Sehingga fikosianin yang dapat diekstrak dari mikroalga menjadi lebih banyak. Sebaliknya, intensitas cahaya yang tinggi akan menghambat kinerja dari fikobilin sehingga fikosianin yang diproduksi juga berkurang. Selain intensitas cahaya, suhu juga mempengaruhi sintesis dan kandungan protein fikobilin, dimana suhu yang tinggi akan menyebabkan kerusakan sel akibat denaturasi protein. Sehingga dengan kata lain, stabilitas dari fikosianin dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan suhu.

Berdasarkan Salama, et al. (2015), prinsip dari ekstraksi fikosianin adalah dengan cara merusak dinding sel dan mengekstraksi dengan pelarut. Mula-mula sebanyak 8 gram biomassa spirulina dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan dilarutkan oleh aquades dengan perbandingan 1:10 kemudian diaduk dengan stirrer selama 2 jam. Pengadukan ini bertujuan untuk merusak dinding sel dari Spirulina dan aquades digunakan sebagai larutan untuk mengekstraksi fikosianin. Pemilihan aquades sebagai pelarut ekstrak didasarkan pada aquades merupakan pelarut polar dimana fikosianin memiliki sifat yang larut dalam pelarut polar (Syah et al., 2005).

Selanjutnya dilakukan sentrifugasi selama 10 menit dengan kecepatan 5000 rpm hingga didapat endapan dan supernatan. Kemudian supernatan yang dihasilkan dituang dalam gelas ukur untuk diukur volume filtrat yang diperoleh. Proses sentrifugasi dilakukan dengan tujuan untuk memisahkan fase padatan dan cairan dimana fase padatan mengandung bagian dinding sel yang hancur dan zat-zat pengotor lainnya sementara fikosianin terkandung dalam fase cairan (Silveira et al., 2007).

Supenatan lalu diencerkan hingga pengenceran 10-1 dan diukur kadar fikosianinnya dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 615 nm dan 652 nm. Hasil absorbansi yang didapatkan kemudian digunakan dalam perhitungan kadar fikosianin dengan menggunakan rumus. Prinsip kerja dari spektrofotometer adalah mengukur penyerapan gelombang elektromagnetik oleh larutan (Daintith, 1999). Semakin tinggi nilai absorbansi larutan, semakin tinggi pula konsentrasi substrat dalam larutan (Ewing, 1982). Absorbansi larutan pigmen pada panjang gelombang 615 nm sebanding dengan banyaknya pigmen dalam larutan sementara absorbansi pada panjang gelombang 652 nm sebanding dengan banyaknya asam amino dalam protein yang terlarut dalam larutan sebagai zat pengotor (Walter, et al., 2011).

Selanjutnya supernatan diambil sebanyak 8 ml dan ditambahkan dekstrin dengan perbandingan 1:1 lalu diaduk hingga merata dan diratakan ke dalam wadah. Dekstrin tersusun atas monomer-monomer glukosa yang memiliki sifat dapat berikatan dengan air dimana hal ini akan menyebabkan oksigen terlarut berkurang dan reaksi oksidasi dapat dicegah. Keunggulan dari dekstrin adalah sifatnya yang stabil terhadap suhu tinggi sehingga dapat melindungi senyawa volatil dan senyawa lainnya yang memiliki sifat peka terhadap panas seperti fikosianin (Fennema, 1976). Sehingga dekstrin sering digunakan sebagai pembawa bahan pangan yang bersifat aktif seperti flavor dan pewarna yang mudah bereaksi dengan air. Selain itu, dekstrin juga berfungsi sebagai bahan pengisi (filler) yang menyebabkan peningkatan berat produk dalam bentuk bubuk sehingga menyebabkan jumlah rendemen produk akhir menjadi lebih banyak (Ribut & Kumalaningsih, 2004).

Kemudian adonan tersebut dioven pada suhu 50C hingga kadar air dalam adonan mencapai kurang lebih 7%. Semakin besar tinggi suhu pengeringan yang digunakan akan menyebabkan laju pengeringan semakin cepat. Akan tetapi berdasarkan Metting & Pyne (1986), pengeringan fikosianin yang dilakukan diatas suhu 60C akan mengakibatkan degradasi fikosianin dan memicu terjadinya reaksi maillard, sehingga dalam praktikum ini digunakan suhu sebesar 50C. Setelah itu, adonan kering dan gempal yang didapat dihancurkan dengan penumbuk hingga berbentuk serbuk. Selanjutnya dilakukan pengamatan warna yang terbentuk dari fikosianin setelah dioven dan dibandingkan dengan warna fikosianin sebelum dioven.

Dari pengujian yang dilakukan, didapatkan nilai OD 615, OD 652, KF, dan Yield yang dihasilkan pada tiap kelompok tidak jauh berbeda, yakni nilai OD 615 lebih besar dari nilai OD 652, nilai KF berkisar 0,18 mg/ml, dan nilai Yield bekisar 1,3 mg/g. Berdasarkan Walter, et al. (2011), nilai OD 615 menunjukan banyaknya pigmen dalam larutan sementara nilai OD 652 menunjukan banyaknya asam amino dalam protein yang terlarut dalam larutan sebagai zat pengotor. Sehingga nilai OD 615 lebih besar dari nilai OD 652 menunjukan bahwa ekstraksi fikosianin sudah cukup optimal karena konsentrasi pigmen dalam larutan lebih tinggi dari zat pengotor terlarut. Nilai KF yang diberikan mempengaruhi yield yang dihasilkan dimana semakin tinggi konsentrasi fikosianin dalam larutan ekstrak, yield yang dihasilkan akan semakin tinggi pula.

Akan tetapi, terdapat penyimpangan hasil yakni pada kelompok D5 dengan nilai OD 615 lebih kecil dari nilai OD 652, nilai KF sebesar 0,136 mg/ml, dan Yield sebesar 0,935 mg/g. Padahal seharusnya baik nilai OD 615, OD 652, KF, maupun Yield yang dihasilkan pada seluruh kelompok tidak jauh berbeda karena berasal dari larutan ekstrak yang sama. Hal ini dapat disebabkan oleh kuvet yang kotor atau tergores, ukuran kuvet tidak sama, penempatan posisi kuvet tidak tepat, terdapatnya gelembung gas atau suspensi dalam larutan, panjang gelombang yang tidak sesuai, dan ekstraksi larutan yang tidak sempurna (Pomeranz & Meloan, 1994).

Warna yang dihasilkan sebelum dioven adalah biru, sementara warna yang dihasilkan sesudah dioven adalah biru muda pada seluruh kelompok. Berdasarkan Angka dan Suhartono (2000), perubahan warna pada fikosianin ketika sebelum dioven dan sesudah dioven disebabkan oleh penambahan dekstrin dalam ekstrak fikosianin. Dekstrin memiliki penampakan warna putih hingga kekuningan sehingga ketika ditambahkan dalam ekstrak fikosianin akan menghasilkan bubuk fikosianin yang memiliki kecenderungan warna yang lebih muda atau pucat.

KESIMPULAN

Spirulina platensis merupakan mikroalga golongan Cyanobacteria yang umumnya digunakan sebagai pewarna alami akibat kandungan fikobilin didalamnya Protein fikobilin yang berasal dari mikroalga umumnya didominasi oleh fikosianin. Fikosianin merupakan pigmen penangkap cahaya yang terdiri dari kromofor bilin yang menempal pada residu sistein dari apoprotein. Stabilitas dari fikosianin dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan suhu. Pengadukan bertujuan untuk merusak dinding sel dari Spirulina dan aquades digunakan sebagai larutan untuk mengekstraksi fikosianin. Proses sentrifugasi bertujuan untuk memisahkan fase padatan dan cairan. Prinsip kerja dari spektrofotometer adalah mengukur penyerapan gelombang elektromagnetik oleh larutan. Penambahan dekstrin dapat mencegah reaksi oksidasi dan dapat melindungi fikosianin dari suhu tinggi. Pengeringan fikosianin yang dilakukan diatas suhu 60C akan mengakibatkan degradasi fikosianin dan memicu terjadinya reaksi maillard. Nilai OD 615 menunjukan banyaknya pigmen dalam larutan sementara nilai OD 652 menunjukan banyaknya zat pengotor yang terlarut dalam larutan. Nilai OD 615 yang lebih besar dari nilai OD 652 menunjukan bahwa ekstraksi fikosianin sudah cukup optimal. Semakin tinggi konsentrasi fikosianin dalam larutan ekstrak, yield yang dihasilkan akan semakin tinggi pula. Perubahan warna pada fikosianin ketika sebelum dioven dan sesudah dioven disebabkan oleh penambahan dekstrin dalam ekstrak fikosianin.

Semarang, 24 Oktober 2015 Asisten Dosen Deanna Suntoro Ferdyanto Juwono

Nama: Yonathalia Putri Arumi NIM: 13.70.0008

DAFTAR PUSTAKA

Angka, S.I. & M.T. Suhartono. (2000). Bioteknologi Hasil-hasil Laut. PKSPL-IPB. Bogor.Daintith, J. (1999). Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta. Ewing, G. W. (1982). Instrumental Methods of Chemical Analysis. Mc Grow Hill Book Company. USA.Fennema, O.R. (1976). Principles of Foods Science. Marcel Dekker. Inc. New York.Gelagutashvili, E. & K. Tsakadze. (2013). Effect of Hg(II) and Pb(II) Ions on C-Phycocyanin (Spirulina platensis). Optics and Photonics Journal 3: 122-127. Metting, B. & JW. Pyne. (1986). Biologically Active Compounds from Microalga. Journal of Enzyme Microb. Tech. Vol. 8. Butterworth and Co Publish.Pomeranz, Y. & C. E. Meloan. (1994). Food Analysis Theory & Practice. 3rd Edition.Ribut, S. dan S. Kumalaningsih, (2004). Pembuatan bubuk sari buah sirsak dari bahan baku pasta dengan metode foam-mat drying. Kajian Suhu Pengeringan, Konsentrasi Dekstrin dan Lama Penyimpanan Bahan Baku Pasta. http://www.pustaka-deptan.go.id.Salama, A., A. Abdel Ghany, A. Osman, & M. Sitohy. (2015). Maximising phycocyanin extraction from a newly identified Egyptian cyanobacteria strain: Anabaena oryzae SOS13. International Food Research Journal 22(2): 517-525. Silveira, S. T., J. F. M. Burkert, J. A. V. Costa, C. A. V. Burkert, & S. J. Kalil. (2007). Optimization of phycocyanin extraction from Spirulina platensis using factorial design. Bioresour. Technol. 98, 16291634. Syah et al. (2005). Manfaat dan Bahaya Bahan Tambahan Pangan. Himpunan Alumni Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor.Vijaya, V. & N. Anand. (2009). Blue Light Enhance the Pigment Synthesis in Cyanobacterium Anabaena ambigua Rao (Nostacales). ARPN Journal of Agricultural and Biological Science. Vol. 4, No. 3. Walter, A., J. C. de Carvalho, V. T. Soccol, A. B. B. de Faria, V. Ghiggi & C. R. Soccol. (2011). Study of Phycocyanin Production from Spirulina platensis Under Different Light Spectra. Brazilian Archives of Biology and Technology. vol. 54, no. 4, pp. 675-682. Zhang, X., F. Zhang, G. Luo, S. Yang, & D. Wang. (2015). Extraction and Separation of Phycocyanin from Spirulina using Aqueous Two-Phase Systems of Ionic Liquid and Salt. Journal of Food and Nutrition Research. Vol. 3, No. 1, 15-19.

LAMPIRAN

Perhitungan Rumus:Konsentrasi Fikosianin / KF (mg/ml) = x Yield (mg/g) =

Kelompok D1KF = = 0,193 mg/mlYield = = 1,327 mg/g

Kelompok D2KF = = 0,199 mg/mlYield = = 1,368 mg/g

Kelompok D3KF = = 0,185 mg/mlYield = = 1,272 mg/g

Kelompok D4KF = = 0,211 mg/mlYield = = 1,451mg/g

Kelompok D5KF = = 0,136 mg/mlYield = = 0,935 mg/g

Laporan Sementara

Diagram Alir

Abstrak Jurnal