dapat meningkatkan probiotik dalam hal viabilitas dan fase metabolisme aktif pada usus Crittenden et al., 2001.
Teixeira et al. 1995 melaporkan bahwa mikroenkapsulasi BAL dapat meningkatkan stabilitas dan viabilitas BAL selama penyimpanan, terutama di
bawah kondisi ekstrem seperti asam, basa, panas dan cekaman garam dalam pemrosesan makanan. Ann et al., 2007 melaporkan bahwa selama waktu
penyimpanan, stabilitas L. acidophilus ATCC 43121 yang dienkapsulasi dengan mikroenkapsulasi ganda secara efektif memberikan manfaat probiotik ke inang.
Kailasapathy 2004 melaporkan adanya penurunan jumlah sel yang berbeda secara nyata pada sel bebas mapun sel terenkapsulasi L. acidophilus
DD910 dan B. lactis DD920 dalam yoghurt setelah 7 minggu. Penurunan populasi berkisar 4 dan 3 log CFU mL
-1
pada masing-masing sel bebas L. acidophilus DD910 dan B. lactis DD920. Sedangkan sel yang dienkapsulasi menunjukkan
penurunan populasi hanya 2 log CFU mL
-1
. Li dan Chen 2009 melakukan enkapsulasi terhadap empat isolat bakteri asam laktat S1, S2, S3 dan S4 yang
kemudian disimpan pada suhu 4
o
C dan diamati viabilitas bakteri dalam produk selama 8 minggu. Populasi awal sel pada minggu pertama ialah ~ 7 log CFU g
-1
. Dari keempat isolat, hanya isolat S3 yang tetap stabil viabilitasnya ~7 log CFU g
-1
setelah 8 minggu sedangkan isolat lainnya mengalami penurunan jumlah sel. Jika dibandingkan dengan sel bebas, terjadi penurunan dari 6 log CFU g
-1
menjadi 4 CFU g
-1
setelah 2 minggu.
4.6 Uji Ketahanan Sel Bebas dan Sinbiotik Terenkapsulasi Dalam Cairan Asam Lambung Tiruan
Uji ketahanan sel bebas dan sinbiotik terenkapsulasi terhadap asam lambung tiruan dilakukan dengan melihat pengaruh pH terhadap viabilitas sel baik sel
bebas maupun sel terenkapsulasi. Asam lambung tiruan dikondisikan dengan adanya variasi pH 2, 3 dan 6. Hal ini dimaksudkan untuk melihat ketahanan sel
BAL dalam saluran pencernaan inang khususnya terhadap cairan asam lambung. Data viabilitas sel bebas dan sel terenkapsulasi dalam larutan asam lambung tiruan
disajikan pada Tabel 4.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4. Viabilitas Sel Bebas dan Sel Terenkapsulasi Terhadap Larutan Asam Lambung Tiruan Selama 2 jam
pH Variabel Uji Populasi Bakteri Tiap 30 Menit Log CFU mL
-1
Persentase Penurunan
sel 30
60 90
120
2 Sel Bebas
9,54 9,61
8,53 7,49
6,61 30,71
AL 9,97
9,41 9,28
8,72 7,52
24,57 ALSI
9,84 9,25
9,36 8,45
8,59 12,70
ALTI 9,75
9,96 9,36
9,00 8,83
9,44 3
Sel Bebas 9,74
9,25 8,65
7,69 7,30
25,05 AL
9,97 9,11
8,90 8,40
7,60 23,77
ALSI 9,84
9,96 9,90
8,59 8,45
14,13 ALTI
9,75 9,93
9,83 9,34
9,11 6,56
6 Sel Bebas
9,23 9,23
9,68 9,18
8,54 7,48
AL 9,97
9,90 9,65
9,40 8,84
11,33 ALSI
9,84 9,08
9,79 9,71
8,98 8,74
ALTI 9,75
9,67 9,28
9,41 8,84
9,33 Viabilitas sel bebas dan sel terenkapsulasi dalam pH 2, 3 dan 6 mengalami
penurunan dari menit ke-30 hingga menit ke-120, namun penurunan yang paling besar terjadi pada pH 2 dan 3, sedangkan pada pH 6 yang mendekati netral hanya
mengalami sedikit penurunan. Sel bebas isolat AK2 mampu bertahan hidup selama 2 jam dalam larutan asam lambung tiruan pada pH 6 dengan sedikit
penurunan 0,69 log CFU mL
-1
dari jumlah sel awal atau turun 7,48. Namun, sel bebas tidak mampu menjaga viabilitas selnya pada larutan asam lambung
tiruan pada pH 3 dan pH 2 yang ditunjukkan dengan penurunan viabilitas sel sebanyak 2,44 log CFU mL
-1
25,05 dan 2,93 CFU mL
-1
30,71 dari jumlah sel awal selama 2 jam waktu inkubasi. Enkapsulasi kapsul AL mampu melindungi
sel lebih baik dari sel bebas terhadap pengaruh pH 2 dengan populasi akhir 7,52 log CFU mL
-1
sedangkan enkapsulasi ALSI dan ALTI mampu memberikan perlindungan sel terbaik terhadap pH asam tanpa menurunkan viabilitas sel secara
drastis dengan populasi akhir sel pada kapsul ALSI dan ALTI ialah 8,59 log CFU mL
-1
dan 8,83 log CFU mL
-1
.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4. Kemampuan hidup sel bebas dan sel terenkapsulasi dalam larutan asam lambung tiruan pada pH 2 A, pH 3 B dan pH 6 C.
2 4
6 8
10 12
30 60
90 120
Lo g
10
C F
U m
L
-1
Sel Bebas Alginat AL
Alginat-susu skim-inulin ALSI Alginat-tepung kedelai-inulin ALTI
A
2 4
6 8
10 12
30 60
90 120
Lo g
10
C F
U m
L
-1
Sel Bebas Alginat AL
Alginat-susu skim-inulin ALSI Alginat-tepung kedelai-inulin ALTI
B
2 4
6 8
10 12
30 60
90 120
Lo g
10
C F
U m
L
-1
Sel Bebas Alginat AL
Alginat-susu skim-inulin ALSI Alginat-tepung kedelai-inulin ALTI
Waktu Menit
C
Universitas Sumatera Utara
Sel dalam kapsul memiliki viabilitas yang relatif lebih stabil daripada sel bebas dalam larutan asam lambung tiruan selama 2 jam. Hal ini disebabkan oleh
pH rendah pH 2 dan 3 pada larutan asam lambung tiruan yang kontak langsung dengan sel bebas dan mempengaruhi kerja enzim sehingga menghambat
pertumbuhan dan dapat mengakibatkan penurunan jumlah sel, sedangkan sel dalam kapsul AL, ALSI dan ALTI memiliki pelindung berbahan karbohidrat
danatau protein yang efektif meminimalkan kontak langsung sel terhadap pH rendah. Sel bebas mengalami penurunan populasi sel yang signifikan terutama
pada pH 2 dan 3 yang diikuti oleh kapsul AL, sedangkan pada kapsul ALSI dan kapsul ALTI, persentasi penurunan sel relatif lebih sedikit yaitu 12,70 dan
9,44 pada pH 2 dan 14,13 dan 6,56 pada pH 3. Pada pH 6, keempat variabel uji menunjukkan viabilitas yang cukup stabil yang dapat dilihat pada grafik
Gambar 4. Kemampuan hidup sel bebas dan sel terenkapsulasi dalam larutan asam lambung tiruan pH 2, 3 dan 6, dimana persentase penurunan sel bebas
7,48, kapsul AL 11,33, kapsul ALSI 8,74 dan kapsul ALTI 9,33. pH lingkungan mempengaruhi viabilitas sel bebas dan sel terenkapsulasi.
Kapsul AL mampu menjaga viabilitas sel pada lingkungan pH 6 dengan laju
penurunan populasi sel hanya 1,13 log CFU mL
-1
, namun kurang efektif dalam menjaga viabilitas sel pada pH 2 dan pH 3 dengan laju penurunan populasi
masing-masing sebesar 2,45 log CFU mL
-1
dan 2,37 log CFU mL
-1
. Sel dalam kapsul ALSI mengalami penurunan populasi 1,25 log CFU mL
-1
pada pH 2, 1,39 log CFU mL
-1
pada pH 3 dan 0,86 log CFU mL
-1
pada pH 6. Sedangkan penurunan jumlah sel pada kapsul ALTI kurang dari 1 log CFU mL
-1
pada ketiga variasi pH setelah 2 jam waktu inkubasi.
pH rendah pada lambung dapat menurunkan viabilitas sel. pH yang rendah dapat menghambat kerja enzim-enzim yang tidak tahan asam sehingga
pertumbuhan sel akan terhambat dan kemudian diikuti dengan penurunan populasi sel. Adanya variasi pH 2, 3 dan 6 pada lambung akan mempengaruhi viabilitas sel
dimana pH 6 yang mendekati netral akan mengalami penurunan populasi yang lebih sedikit dibandingkan dengan penurunan populasi pada pH 2 dan 3. Menurut
teori kemiosmosis, penghambatan bakteri terhadap pH rendah disebabkan oleh ketersediaan energi yang tidak mencukupi dalam perpindahan proton keluar
Universitas Sumatera Utara
melalui membran sel untuk menyeimbangkan gradien proton. Secara umum, pH intraseluler mendekati netral dipertahankan oleh bakteri, namun pH intraseluler
menjadi rendah ketika sel terpapar oleh asam di lingkungan sehingga terjadi penghambatan sel yang disebabkan oleh efek langsung dari ion H
+
pada komponen sel Garland, 1977.
Kapsul yang dibuat dengan tambahan bahan prebiotik maupun bahan cryoprotectant gliserol dapat menjaga viabilitas probiotik pada produk namun
tidak demikian dalam kondisi pencernaan tiruan Sultana et al., 2000. Enkapsulasi dengan kedua bahan disebut dengan ko-enkapsulasi yang merupakan
cara lain untuk meningkatkan viabilitas probiotik Godward dan Kailasapathy, 2003. Mengggabungkan probiotik dan alginat dalam suatu kapsul mungkin lebih
baik dalam melindungi probiotik dalam sistem pangan dan saluran pencernaan Chen et al., 2005. Prebiotik dapat digunakan untuk meningkat potensi
pertumbuhan probiotik dalam sistem gastro intestinal dan meningkatkan viabilitas selama waktu penyimpanan. Enkapsulasi memberikan suatu manfaat yang benar-
benar meningkatkan viabilitas probiotik, karena adanya perlindungan dari material enkapsulannya Wood, 2010.
Berdasarkan penelitian Ann et al. 2007, kapsul yang dilapisi dengan bahan enkapsulan mampu memberikan perlindungan terbaik dalam larutan asam
lambung tiruan karena penurunan bentuk ukuran pori pada membran lapisan ganda dan hasilnya, difusi larutan asam lambung ke dalam kapsul menjadi
terbatas sehingga melindungi kapsul dari interaksi terhadap larutan asam lambung Murata et al., 1999.
Sultana et al. 2000 melaporkan bahwa enkapsulasi bakteri dalam kapsul alginat saja tidak efektif melindungi bakteri terhadap asam kuat. Hal ini didukung
oleh Kim et al. 2008 yang melaporkan bahwa pada pH 1,2, non-enkapsulasi L. acidophilus mengalami penurunan populasi sel mencapai nol setelah 1 jam
inkubasi sementara L. acidophilus yang dienkapsulasi dipertahankan populasi selnya diatas 6 log CFU mL
-1
pada pH 1,5 setelah 2 jam inkubasi. Li dan Chen 2009 juga melaporkan bahwa enkapsulasi bakteri asam laktat menunjukkan
adanya peningkatan kemampuan hidup sel dalam pemaparan ke dalam larutan asam pH 1.2 dengan viabilitas sel 76. Favaro-Tindale dan Grosso 2002
Universitas Sumatera Utara
menunjukkan bahwa sel L. acidophilus La-05 tidak dapat bertahan di lingkungan lambung buatan pH 1,0 setelah 1 jam, namun mikroenkapsulasi L.
acidophilus La-05 mengalami penurunan populasi sel 1 log CFU mL
-1
setelah 2 jam inkubasi. Krasaekoopt et al. 2004 menunjukkan bahwa untuk L. acidophilus,
daya hidup sel yang dikapsul dengan bahan penyalut lebih baik daripada kapsul tanpa bahan pelapis.
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
