FIKOSIANIN : PEWARNA ALAMI DARI “BLUE GREEN MICROALGAE”

SPIRULINA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun oleh:

Nama :Yohanes Kristo S.U.

NIM :13.70.0076

Kelompok :B1

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

2015

0

Acara II

1. MATERI METODE

1.1. Materi

1.1.1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sentrifuge, pengaduk/stirrer,

oven, dan plate stirrer.

1.1.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah biomasa Spirulina basah, aquades,

dan dekstrin.

1.2. Metode

1

8 gram biomasa Spirulina dimasukkan dalam Erlenmeyer

Dilarutkan dalam aquades (biomasa : aquades = 1 : 10)

Diaduk dengan stirrer selama ± 2 jam

2

Disentrifugasi 5000 rpm selama 10 menit hingga diperoleh endapan dan supernatan

Supernatan diencerkan dan divortex hingga pengenceran 10-2

Diukur kadar fikosianinnya dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm

3

8 ml supernatan ditambah dekstrin (supernatan : dekstrin = 1 : 1)

Dicampur rata dan dituang ke wadah

Dioven pada suhu 45ºC hingga kadar air ± 7%

Diperoleh adonan kering yang gempal

4

Dihancurkan dengan alat penumbuk hingga berbentuk powder

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan mengenai OD, Konsentrasi Fikosianin, Yoeld, dan Warna dapat

dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Pengukuran OD, Konsentrasi Fikosianin (KF), Yield, dan Warna Fikosianin

KelBerat

Biomassa (gram)

Jumlah Akuades

(ml)

Total Filtrat (ml)

OD 615

OD 652

KF (mg/ml)

Yield (mg/g)

Warna

Sebelum di oven

Setelah dioven

B1 8 80 56 0,1521 0,1094 1,877 13,139 + +B2 8 80 56 0,1481 0,1094 1,800 12,600 ++ ++B3 8 80 56 0,1393 0,1732 1,071 7,497 + +B4 8 80 56 0,1676 0,1749 1,586 11,103 + +B5 8 80 56 0,1217 0,1743 0,732 5,124 + +

Keterangan :Warna :+ : biru muda++ : biru+++ : biru tua.

Pada percobaan ini dilakukan pengukuran OD, Konsentrasi Fikosianin (KF), yield, dan

warna fikosianin pada kelompok B1 hingga B5. Pengukuran OD dilakukan dengan

pengukuran spektrofotometer panjang gelombang 615 dan 652 nm. Perlakuan tiap

kelompok sama dengan berat biomassa awal sebesar 8 gram, jumlah akuades 80 ml, dan

filtrat total 56 ml. Dapat dilihat bahwa nilai OD pada panjang gelombang 615,

absorbansi setiap kelompok bervariasi. Pada kelompok B1 dan B2 nilai OD 615 lebih

besar dari OD 652. Sedangkan pada kelompok B3 hingga B5, nilai OD 615 lebih kecil

dari OD 652. Konsentrasi dan yield fikosianin yang diuhasilkan paling tinggi ada pada

kelompok B1 sebesar 1,877 mg/ml dan 13,139 mg/g. Dilihat dari perubahan warna

sebelum dan setelah dioven, didapati bahwa tidak ada perubahan yang warna yang

terjadi. Hanya saja warna yang dihasilkan bewarna biru muda kecuali kelompok B2

yang bewarna biru.

5

3. PEMBAHASAN

Fikosianin merupakan senyawa pigmen alami bewarna biru yang diekstrak dari

sianobakteria seperti Spirulina platensis. Spirulina sebagai alga hijau biru sebelum

dilakukan proses ekstraksi pigmen, mempunyai warna hijau pekat oleh karena pigmen

klorofil dan membentuk koloni. Spirulina hidup pada suhu mesofilik yang tumbuh

secara Maksimal pada suhu 35-40°C. Fikosianin banyak digunakan secara komersial

dalam industri makanan dan kosmetik sebagai pewarna biru. Beberapa penelitian

menyatakan bahwa fikosianin mempunyai manfaat sebagai hepatoprotektif, anti

inflamasi, dan antioksidan. Fikosianin merupakan salah satu kelas yang termasuk dalam

kelompok fikobiliprotein yang merupakan kumpulan agregat protein yang sangat larut

dalam air dan berpartisipasi dalam bakteri untuk mengumpulkan cahaya sebanyak 40-

60% dari total protein terlarut dalam sel. Fikobiliprotein sebagai pigmen pelengkap dari

fotosintesis yang berpartisipasi pada transfer energi yang sangat efisien pada proses

fotosintesis, bertanggung jawab kurang lebih 50% dari kapitasi cahaya pada

sianobakteria dan alga merah. Protein ini akan membentuk struktur kompleks bernama

fikobilisom yang terpasang pada permukaan luar membran tilakoid, oleh karena klorofil

menyerap energi cahaya hanya pada daerah spektrum cahaya. Eksitasi energi secara

acak terkirim pada reaksi utama yang terletak pada membran fotosintetik yang

menuebabkan reaksi fotosintesis (Moraes et al., 2011).

Fikobiliprotein dibedakan menjadi 3 kelas berdasarkan sifat spectral pencahayaannya,

yaitu kelas fikoeritrin dengan panjang gelombang 565 nm, fikosianin dengan panjang

gelombang 620nm, dan allofikosianin dengan panjang gelombang 650 nm.

Fikobiliprotein dibentuk dari 2 jenis polipeptida dimana salah satunya mempunyai berat

molekul unit α sebesar 12-19 kilodalton dan sisanya merupakan unit besar β dengan

berat molekul 14-21 kilodalton dan secara umum tersedia pada jumlah ekuimolar

(Kumar et al., 2014). Warna biru yang dihasilkan dari fikobiliprotein ini sebagian besar

berasal dari ikatan kovalen gugus prostetik rantai terbuka tetrapirrol krosmosfor yang

terdiri dari cincin A, B, C, D yang dinamakan fikobilin. Warna dari allofikosianin

bertanggung jawab pada warna biru hijau, fikosianin warna biru gelap, fikoeritrin

bewarna merah pekat, dan fikosianobilin bertanggung jawab pada warna oranye. Selain

6

7

ekstraksi dari Spirulina platensis, dapat juga diekstrak dari sianobakteri Anabaena sp

dan Oscillatoria sp (Hemlata et al., 2011).

Hemlata et al. (2011) menambahkan bahwa salah satu syarat terpenting dalam

mengekstraksi fikobiliprotein berjenis fikosianin dari alga hijau biru adalah protokol

pemilihan metode ekstraksi dan purifikasi. Prosedur yang dilakukan untuk

mengekstraksi ataupun memurnikan fikobiliprotein dari satu jenis alga hijau berbiru

akan bekerja baik tapi metode yang paling baik berbeda bergantung pada jenis alga

sebagai biomassa.

Pewarna dari fikosianin ini merupakan salah satu pewarna yang banyak dipakai dalam

industri pangan karena merupakan salah satu pewarna biru yang dominan. Fikosianin

mempunyai unit fundamental yang disebut dengan subunit alfa dan beta. Submunit ini

diasosiasi oleh (α β) protomers, dimana kemudian akan diasosiasi oleh trimer (α β), dan

heksamer (α β) (Song et al., 2013). Steinkraus (1983) berpendapat bahwa warna

merupakan salah satu indikator mutu yang akan dipertimbangkan dalam produksi

produk pangan. Warna menjadi indikator yang penting karena akan berpengaruh pada

penampilan dari suatu produk pangan dimana penampilan keseluruhan dari produk

merupakan salah satu faktor yang menjadi pertimbangan konsumen dalam membeli

suatu produk pangan disamping faktor-faktor penting lainnya. Oleh karena itu untuk

memperoleh suatu produk pangan dengan warna yang menarik pada umumnya industri

pangan akan menggunakan pewarna alami maupun sintetis dalam produk pangan.

Pada praktikum kali ini dilakukan ekstraksi pigmen fikosianin dari alga hijau biru

Spirulina platensis. Pertama-tama biomssa Spirulina sebanyak 8 gram setiap kelompok

dimasukkan dalam erlenmeyer dan dilarutkan dalam akuadestilata sebanyak 80 ml

(10:1). Pengadukan dilakukan mengunakan stirrer selama kurang lebih 2 jam.

Pengadukan ini bertujuan untuk menghomogenkan larutan fikosianin yang terkandung

dalam spirulina sehingga proses ekstraksi dapat berjalan maksimal. Menurut Syah et al.

(2005), aquades merupakan pelarut yang bersifat polar sehingga dapat melarutkan

fikosianin karena fikosianin merupakan salah satu pigmen yang memiliki sifat larut di

dalam air. Campuran homogen kemudian disentrifukasi pada kecepatan rotasi 5000 rpm

8

selama 10 menit hingga diperoleh bagian supernatant dan endapan. Silveira et al. (2007)

menyatakan bahwa proses sentrifugasi ini juga berfungsi untuk memisahkan fase

padatan dan fase cair dari fikosianin yang telah terekstrak sehingga pada proses

pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometer tidak akan terganggu oleh

karena keberadaan zat-zat atau padatan pengotor.

Supernatan sebagai cairan yang berisi fikosianin dipisahkan dari endapannya dan diukur

kadarnya dengan spektrofotometer panjang gelombang 615 nm dan 652 nm. Hal ini

sesuai dengan pendapat Silviera et al. (2007) dimana pada analisa kadar fikosianin

dilakukan pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometri 615 dan 652 nm.

Song et al. (2013) menambahkan bahwa pengukuran kadar pigmen fikosianin maksmial

pada panjang gelombang 610 - 620nm. Supernatant kemudian ditambah dengan dekstrin

perbandingan 1:1,25 dan dituang dalam wadah sebagai alas untuk pengiringan. Menurut

Murtala (1999) tujuan adanya penambahan dekstrin adalah untuk mempercepat proses

pengeringan, mencegah kerusakan akibat adanya panas, memperbesar volume dan

meningkatan total padatan. Selain menggunakan sentrifugasi dapat juga menggunakan

bahan kimia seperti ammonium sulfat untuk mengendapkan fikosianin pada ekstrak

kasar dari bahan biomassa (Song et al., 2013).

Dekstrin pada praktikum ini merupakan polisakarida yang dihasilkan dari proses

hidrolisa pati bewarna putih atau kekuningan. Dekstrin bersifat seperti pati namun lebih

stabil pas suhu panas sehingga dapat melindungui senyawa volatil dan senyawa yang

peka terhadap panas atau oksidasi (Reynold, 1982). Hal ini menjadikan dekstrin

memiliki fungsi untuk melindungi stabilitas flavor saat proses pengeringan dengan

spray dryer, selain itu dapat mengurangi jumlah komponen volatile yang hilang selama

proses pengolahan (Angka dan Suhartono, 2000).

Wadah berisi supernatant tadi dimasukkan dalam oven bersuhu 45°C hingga kering atau

ketika mencapai kadar air 7%. Fikosianin kering berbentuk seperti gumpalan

dihancurkan dengan alat penumbuh hingga membentuk serbuk powder. Jika

pengeringan dilakukan pada suhu diatas 60oC maka akan mengakibatkan degradasi

fikosianin dan dapat memacu reaksi maillard. Pengeringan dengan matahari langsung

9

sangat tidak direkomendasikan karena akan menimbulkan aroma yang tidak diinginkan

serta dapat meningkatkan kontaminasi bakteri pada produk yang dihasilkan (Metting &

Pyne, 1986). Oleh karena itu pada pengeringan fikosianin, tidak digunakan energi

matahari secara langsung melainkan menggunakan oven dengan suhu yang diatur di

bawah suhu 60oC agar tidak terjadi penurunan kualitas fikosianin.

Pada percobaan ini dilakukan pengukuran OD (optical density), Konsentrasi Fikosianin

(KF), yield, dan warna fikosianin pada kelompok B1 hingga B5. Pengukuran OD

dilakukan dengan pengukuran spektrofotometer panjang gelombang 615 dan 652 nm.

Fox (1991) menyatakan bahwa nilai OD dipengaruhi oleh konsentrasi serta kejernihan

larutan. Semakin keruh larutannya maka nilai OD akan semakin tinggi. Nilai

konsentrasi fikosianin (KF) didapatkan melalui rumus:

Konsentrasi fikosianin (KF) = OD615−0,474 (OD652)

5,34

Penghitungan KF ini akan digunakan untuk mendapatkan nilai yield dengan rumus:

Yield = KF × Vol(total filtrat )gram(berat biomassa )

Dari rumus yang didapat, diketahui bahwa nilai yield berbanding lurus dengan

konsentrasi fikosianin yang dihasilkan. Sehingga semakin tinggi konsentrasi fikosianin

maka yield akan semakin besar. Perlakuan tiap kelompok sama dengan berat biomassa

awal sebesar 8 gram, jumlah akuades 80 ml, dan filtrat total 56 ml. Dapat dilihat bahwa

nilai OD pada panjang gelombang 615, absorbansi setiap kelompok bervariasi. Pada

kelompok B1 dan B2 nilai OD 615 lebih besar dari OD 652. Sedangkan pada kelompok

B3 hingga B5, nilai OD 615 lebih kecil dari OD 652. Konsentrasi dan yield fikosianin

yang diuhasilkan paling tinggi ada pada kelompok B1 sebesar 1,877 mg/ml dan 13,139

mg/g. Perbedaan hasil yang ada disebabkan oleh proses ekstraksi tiap praktikan. Selain

itu ekstraksi dari fikosianin dipengaruhi juga oleh suhu dan pH dimana fikosianin akan

stabil pada pemanasan dari 38°C hingga 68°C dengan waktu 240 detik serta pada pH

5.0. Pada pH 3.0, fikosianin akan sangat sensitif pada panas dan akan mengalami

perubahan secara cepat (Duangsee et al., 2009).

10

Dilihat dari perubahan warna sebelum dan setelah dioven, didapati bahwa tidak ada

perubahan yang warna yang terjadi. Hanya saja warna yang dihasilkan bewarna biru

muda kecuali kelompok B2 yang bewarna biru. Berdasarkan pendapat Angka dan

Suhartono (2000), penambahan konsentrasi dekstrin yang tinggi akan mengakibatkan

bubuk fikosianin yang dihasilkan memiliki warna yang cenderung lebih muda dan

pucat. Oleh karena itu hasil pengamatan yang diperoleh sudah sesuai dengan teori yang

ada dimana warna fikosianin setelah dioven lebih pudar/muda/pucat jika dibandingkan

dengan warna sebelum dipanaskan/dikeringkan dalam oven.

4. KESIMPULAN

Fikosianin termasuk fikobiliprotein dan terdapat banyak pada alga hijau biru

Spirulina platensis.

Warna yang dihailkan pada fiksoianin adalah biru.

Fikosianin diaplikasikan dalam industri pangan sebagai pewarna alami, kosmetik,

anti kanker, anti inflamasi, antioksidan, dll.

Fikosianin memiliki sifat larut dalam air yang merupakan pelarut polar.

Penggunaan aquades bertujuan untuk mengeksrak fikosianin yang terdapat dalam

Spirulina.

Sentrifugasi bertujuan untuk memisahkan endapan dan supernatan dari larutan yang

mengandung fikosianin.

Penambahan dekstrin dilakukan untuk mempercepat pengeringan, mencegah

kerusakan yang terjadi akibat pemanasan, melapisi komponen flavor yang

dihasilkan serta meningkatkan total padatan dan untuk memaksimalkan jumlah

fikosianin yang dihasilkan.

Penambahan konsentrasi dekstrin yang semakin tinggi akan mengakibatkan hasil

fikosianin menjadi lebih muda dan lebih pucat.

Suhu pengeringan fikosianin yang terlalu tinggi (diatas 60oC) akan mengakibatkan

munculnya reaksi maillard dan fikosianin dapat terdegradasi.

Nilai OD (optical density) ditentukan oleh konsentrasi dan kejernihan dari larutan,

semakin keruh suatu larutan maka nilai OD yang didapat akan semakin tinggi pula.

Semarang, 2 Oktober 2015

Praktikan, Asisten dosen,

-Deanna Suntoro

-Ferdyanto Juwono

Yohanes Kristo S.U.

13.70.0076

11

5. DAFTAR PUSTAKA

Angka,S.I.dan Suhartono MT.(2000). Bioteknologi Hasil-hasil Laut. Bogor : PKSPL-IPB.

Duangsee, R., Natapas Phoopat, Suwayd Ningsanond. (2009). Phycocyanin extraction from Spirulina platensis and Estract stability under Various pH and Temperature., As. J. Food. Ag-Ind, 2 (04), 819-826.

Fox, P. F. (1991). Food Enzymologi Vol 1. Elsevier Applied Sciences. London.

Hemlata., G.Pandey, F. Bano., T. Fatma. (2009). Studies on Anabaena sp. NCCU-9 with Special Reference to Phycocyanin. Journal of Algal Biomass Utilization, 2(1): 30-51.

Kumar, D, D.W., Dhar, S. Pabbi., N. Kumar, S. Walia. (2014). Extraction and Purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis (CCC540). Ind J Plant Physiol, 19(2): 194-188.

Metting B dan Pyne JW. (1986). Biologically Active Compounds from Microalga. Journal of Enzyme Microb. Tech. Vol. 8. Butterworth and Co Publish.

Moraes C. C; Lusia Sala; G. P. Cerveira and S.J. Kalil. 2011. C-Phycocyanin extraction from Spirulina platensis wet biomass. Brazilian Journal of Chemial Engineering. Vol. 28 : 45-49.

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

Reynolds, James E.F. (1982). Martindale The Extra Pharmacopolia, Edition Twenty Eigth. The Pharmacentical Press. London.

Silveira, S. T.; Burkert, J. F. M.; Costa, J. A. V.; Burkert, C. A.V.; Kalil, S. J.(2007). Bioresour.Technol.,98, 1629.

Song, W., C. Zhao., S. Wang. (2013). A Large-Scale Preparation Method of High Purity C-Phycocyanin. Int. Journal of Bioscience, Biochemistry, and Bio Informatics, v.3 (4) 293-297.

Steinkraus, H. (1983). Indigenous Fermented Food. Marcel Dekker. New York.

Syah et al. (2005).Manfaat dan Bahaya Bahan Tambahan Pangan. Bogor: Himpunan Alumni Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

12

6. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan

Rumus perhitungan :

Konsentrasi Fikosianin / KF (mg/ml) = OD615 – 0,474 ( OD652 )

5,34

Yield (mg/g) = KF × Vol (total filtrat)g (berat biomassa)

Kelompok B1

KF = 0 ,1521 – 0,474 (0,1094)

5,34 = 1,877 mg/ml

Yield = 1 ,877 ×56

8 = 13,139 mg/g

Kelompok B2

KF = 0 ,1481 – 0,474 (0,1094)

5,34 = 1,800 mg/ml

Yield = 1 ,8 00×56

8 = 12,600mg/g

Kelompok B3

KF = 0 ,1393 – 0,474 (0,1732)

5,34 = 1,071 mg/ml

Yield = 1 ,071 ×56

8 = 7,497 mg/g

K elompok B4

KF = 0 ,1676 – 0,474 (0,1749)

5,34 = 1,586 mg/ml

Yield = 1 ,586×56

8 = 11,103 mg/g

13

14

Kelompok B5

KF = 0 ,1217 – 0,474 (0,1743)

5,34 = 0,732 mg/ml

Yield = 0,732×56

8 = 5,124 mg/g

6.2. Laporan Sementara

6.3. Diagram Alir

6.4. Abstrak Jurnal

15