Kajian Daya Hambat Dan Daya Simpan Bakteri Asam Laktat Silase Ransum Komplit Dengan Dan Tanpa Kapsulasi

KAJIAN DAYA HAMBAT DAN DAYA SIMPAN BAKTERI
ASAM LAKTAT SILASE RANSUM KOMPLIT DENGAN
DAN TANPA KAPSULASI

ANWAR EFENDI HARAHAP

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kajian Daya hambat dan Daya Simpan
Bakteri Asam Laktat Silase Ransum Komplit dengan dan tanpa Kapsulasi adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Februari 2009

Anwar Efendi Harahap
D051060131

ABSTRACT
ANWAR EFENDI HARAHAP. Study on Inhibition and Storage Ability of Lactic
Acid Bacteria Isolated from Complete Feed Silage with and without Capsulation.
Under direction of NAHROWI and EB LACONI
Lactic acid bacteria for foodstuff has been investigated well as an alternative
antibiotics. However, no data has been concerning inhibiton effect of lactic acid
bacteria from complete feed silage against phatogenic bacteria. The aims of this study
were to investigate inhibition and storage ability of lactic acid bacteria isolated from
complete feed silage based on corn silage (SRKJ), palm silage (SRKS) and cassava
silage (SRKU) by products with and without capsulation. Lactic acid bacteria were
coated with sodium alginat and karragenan and processed by spray or freeze dried.
The capsulation products were evaluated for number of lactic acid bacteria, inhibition
ability, viability of the bacteria in gastro intestinal tract and storage time. Data from
factorial Completely Randomized Design were analyzed variance followed by
Duncan test. The result showed that the inhibition and number lactic acid bacteria
isolated from SRKJ ( 0.38 cm, 6.05 log10 cfu/g) were higher (P < 0.05) than those of
SRKS (0.27 cm, 5.82 log10 cfu/g) and SRKU (0.22 cm, 5.14 log10 cfu/g). The lactic

acid bacteria of SRKJ coated with sodium alginat processed spray dried had the
highest number of lactic acid bacteria and inhibition when simulated in the poultry
gastrointestinal tract the bacterium during storage at 270 C – 280 C for 3 week. It is
concluded that lactic acid bacteria from silage based on corn silage (SRKJ) coated
with sodium alginate and spray dried was the best in term of number latic acid
bacteria, inhibition ability and 3 week storage time.

Keywords : lactic acid bacteria, ability inhibition, capsulation, complete feed silage ,
storage

RINGKASAN
ANWAR EFENDI HARAHAP. Kajian Daya Hambat dan Daya Simpan Bakteri
Asam Laktat Silase Ransum Komplit dengan dan tanpa Kapsulasi Dibimbing oleh
NAHROWI dan E.B LACONI.
Seiring makin meningkatnya pengetahuan dan kesadaran masyarakat tentang
keamanan produk ternak khususnya yang berasal dari unggas, maka usaha peternakan
rakyat maupun industri mulai mempertimbangkan pembatasan penggunaan antibiotik
sebagai pemacu pertumbuhan. Hal ini disebabkan karena penggunaan antibiotik dapat
meninggalkan residu pada produk ternak yang dihasilkan dan juga menimbulkan
resistensi bakteri patogen apabila penggunaan antibiotik digunakan dalam jangka

waktu yang lama. Oleh karena itu perlu adanya alternatif pengganti penggunaan
antibiotik dalam ransum unggas, salah satu alternatif tersebut adalah menggunakan
probiotik. Probiotik yang umumnya digunakan bersumber dari jamur, kapang dan
bakteri Pada umumnya BAL diproduksi dari proses fermentasi produk pangan dan
belum ada laporan tentang produksi BAL dari proses fermentasi produk pakan.
Fermentasi produk pakan yang dikenal dengan istilah silase.
Silase selain menghasilkan produk primer (silase) juga dapat menghasilkan
BAL dan asam organik sebagai produk sekundernya. BAL yang dihasilkan dari silase
ransum komplit memiliki kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dibandingkan
dengan silase berbahan tunggal. Pemberian BAL tidak dapat diberikan secara
langsung pada ternak unggas. Hal ini dikhawatirkan viabilitas BAL semakin menurun
seiring dengan semakin bervariasinya derajat keasaman (pH) yang terdapat pada
saluran pencernaan (in vitro) sehingga mengakibatkan BAL tidak mampu hidup pada
target organ yang diinginkan. Oleh karena itu perlu adanya teknologi yang dapat
melindungi BAL. Teknologi tersebut adalah teknologi kapsulasi
Studi mengenai jumlah koloni dan daya hambat BAL melawan E. coli dari
silase ransum komplit terpadu belum pernah dilaporkan, sehingga kajian tersebut
diatas menjadi sangat penting. Tesis ini mengkaji daya hambat dan daya simpan BAL
silase ransum komplit dengan dan tanpa kapsulasi menggunakan kombinasi bahan dan
metode yang berbeda.

Penelitian ini terdiri dari 3 tahap yaitu Tahap I untuk mengkaji jumlah koloni
dan daya hambat BAL melawan E. coli produk silase ransum komplit. Pengujiaan
jumlah koloni BAL menggunakan RAL yang terdiri atas tiga perlakuan dan lima
ulangan. Perlakuan tersebut adalah sel BAL isolat jagung (IJ), sawit (IS) dan ubi kayu
(IU) sedangkan pengujian daya hambat BAL melawan E. coli menggunakan RAL
Faktorial (3 x 3) dan tiga ulangan dimana faktor A adalah isolat BAL silase ransum
komplit (IJ, IS dan IU) dan faktor B adalah konsentrasi bakteri asam laktat (106 , 104,
101 cfu/g). Tahap II kajian jumlah koloni dan daya hambat BAL melawan E. coli
dengan dan tanpa kapsulasi menggunakan RAL Faktorial (2 x 3) dengan tiga ulangan
dimana faktor A adalah metode kapsulasi (freeze dried dan spray dried) dan faktor B
adalah bahan kapsulasi (tanpa kapsulasi, sodium alginat dan karragenan). Tahap III
kajian daya simpan BAL yang dikapsul dengan kombinasi spray dried dan sodium
alginat menggunakan RAL yang terdiri atas lima perlakuan (penyimpanan 0 – 4
minggu) dan empat ulangan. Data dianalisis deskriptif untuk simulasi saluran
pencernaan (invitro) dan Anova untuk kajian jumlah koloni dan daya hambat BAL
melawan E. coli.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah koloni dan daya hambat BAL
yang dihasilkan dari isolat BAL asal jagung (IJ) lebih tinggi dibandingkan dari isolat

BAL asal sawit (IS) dan ubi kayu (IU). Kombinasi kapsulasi spray dried dan sodium

alginat menghasilkan jumlah koloni dan daya hambat BAL terhadap E. coli lebih
tinggi dibandingkan kombinasi lainnya (invitro saluran pencernaan ayam). Kapsul
BAL dapat disimpan selama 3 minggu tanpa adanya penurunan yang nyata terhadap
jumlah koloni dan daya hambat BAL yang dihasilkan. Dapat disimpulkan bahwa
BAL silase ransum komplit asal jagung yang dikapsul sodium alginat dan dispray
dried memiliki daya hambat yang lebih baik dibandingkan dengan BAL asal silase
ransum komplit lainnya.
Kata kunci : BAL, kapsulasi , daya hambat, silase ransum komplit, penyimpanan

@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau
tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

KAJIAN DAYA HAMBAT DAN DAYA SIMPAN BAKTERI ASAM
LAKTAT SILASE RANSUM KOMPLIT DENGAN
DAN TANPA KAPSULASI

ANWAR EFENDI HARAHAP

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Ternak

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

Penguji Luar pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Komang G. Wiryawan

Judul Tesis : Kajian Daya Hambat dan Daya Simpan Bakteri Asam Laktat Silase
Ransum Komplit dengan dan tanpa Kapsulasi

Nama
: Anwar Efendi Harahap
NIM
: D051060131

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Nahrowi, M.Sc
Ketua

Dr. Ir. Erika Budiarti Laconi, MS
Anggota

Diketahui

Ketua Departemen Ilmu Nutrisi

Dekan Sekolah Pascasarjana IPB

dan Teknologi Pakan

Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.Sc.Agr

Tanggal Ujian : 13 Februari 2009

Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS

Tanggal Lulus : 26 Februari 2009

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian
yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2008 ini adalah silase ransum komplit,
dengan judul kajian daya hambat dan daya simpan bakteri asam laktat silase ransum
komplit dengan dan tanpa kapsulasi. Penelitian ini mempelajari teknik mengisolasi
dan mengevaluasi kualitas bakteri asam laktat dari silase ransum komplit dan
selanjutnya dikapsulasi menggunakan bahan dan metode yang berbeda.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan tidak
terhingga dan setinggi-tingginya kepada yang terhormat kepada Bapak

Dr. Ir. Nahrowi, M.Sc dan Ibu Dr. Ir. Erika Budiarti Laconi, MS selaku pembimbing
atas kesabaran, penyediaan waktu dan keikhlasan selama proses pembimbingan
sehingga penulis dapat mneyelesaikan program magister. Ucapan terimakasih kepada
Dr. Ir. Komang G Wiryawan selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan
saran untuk kesempurnaan tesis ini.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak dan ibu, serta seluruh
keluarga, atas segala do’a dan kasih sayangnya. Selanjutnya terima kasih kepada
teman-teman Pasca Fakultas Peternakan angkatan 2006, Yatno, S.Pt, M.Si, Ir. Siska
Tirajoh, M.Si Heru Handoko S.Pt, Syahruddin S.Pt, Lendrawati S.Pt, M.Si , Windu
Negara S.Pt, M.Si, Rantan Krisnan S.Pt, M.Si, atas segala dukungan dan semangatnya
serta teman-teman seperjuangan dalam mencari ilmu di program Pascasarjana IPB.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Amin

Bogor, Februari 2009
Anwar Efendi Harahap

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Namu Sira-Sira, Sumatera Utara pada tanggal 23 Maret
1983 dari ayah Ahmen Harahap dan ibu Maronggus Siregar. Penulis merupakan putra

pertama dari tiga bersaudara.
Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Binjai, Sumatera Utara dan pada
tahun yang sama masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur UMPTN. Penulis
memilih Jurusan Produksi Ternak, Fakultas Pertanian dan lulus pada tahun 2006.
Pada tahun 2006 penulis diterima di Sekolah Pascasarjana Program Studi Ilmu Ternak
Institut Pertanian Bogor.
Selama mengikuti program S2, penulis aktif menjadi anggota Himpuan
Mahasiswa Pascasarjana (HIWACANA) Fakultas Peternakan IPB periode 2007/2008,
panitia program pengembangan Teaching Industry Pengolahan Pakan September dan
Oktober 2007, penyelenggara pelatihan perangkat lunak SAS dalam pengolahan data
penelitian September 2008.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .............................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................

v

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................

vi

PENDAHULUAN ..............................................................................................
Latar Belakang ................................................................................................
Tujuan Penelitian ............................................................................................
Manfaat Penelitian .......................................................................................
Hipotesis Penelitian .....................................................................................

1
1
2
2
2

TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................................
Potensi by product Agroindustri Kelapa Sawit, Ubi Kayu dan Jagung..........
By Product Agroindustri Kelapa Sawit....................................................
By Product Agroindustri Ubi Kayu ..........................................................
By Product Agroindustri Jagung...............................................................
Silase Ransum Komplit...................................................................................
Definisi Silase ...........................................................................................
Kualitas Silase..........................................................................................
Jenis Mikroorganisme Silase ....................................................................
BAL Silase Ransum Komplit..........................................................................
Karakteristik BAL.....................................................................................
Jenis dan Sifat BAL ..................................................................................
Produk Fermentasi BAL dan Manfaatnya sebagai Probiotik ...................
Daya Hambat BAL terhadap Bakteri Patogen dan Mekanismenya................
Teknologi Kapsulasi .......................................................................................
Pengertian Kapsulasi.................................................................................
Bahan Kapsulasi........................................................................................
Metode Kapsulasi......................................................................................
Manfaat Kapsulasi ....................................................................................
Bakteri dalam Saluran Pencernaan .......................................................................

3
3
3
4
4
5
6
6
6
7
8
8
8
11
12
12
14
17
18
19

BAHAN DAN METODE .................................................................................
Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................
Bahan Penelitian ............................................................................................
Metode Penelitian .......................................................................................
Tahap I Isolasi dan Uji Kualitas BAL.........................................................
Penentuan Jumlah Koloni BAL Produk Silase Ransum Komplit..
Pemurniaan BAL ...........................................................................
Pengukuran Diameter Zona Bening BAL Produk Silase Ransum
Komplit ..........................................................................................
Rancangan Penelitian dan Analisis Data .......................................
Tahap II Pembuatan Kapsul BAL dan Uji Kualitasnya................................
Penentuan Jumlah Koloni BAL Produk Kapsulasi........................
Pengujian Diameter Zona Bening Produk Kapsulasi.....................

22
22
22
21
23
25
25
25
26
26
26
26

Uji Simulasi Kapsul BAL dengan Berbagai pH Saluran
Pencernaan (In vitro)......................................................................
Rancangan Penelitian dan Analisis Data .......................................
Tahap III Daya Simpan Kapsul BAL dan Evaluas Kualitasnya ...................
Perhitungan Kestabilan Jumlah Koloni BAL selama Penyimpanan
Rancangan Penelitian dan Analisis Data .......................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................................
Tahap I Isolasi dan Uji Kualitas BAL........................................................
Jumlah Koloni BAL Silase Ransum Komplit...............................
Daya Hambat BAL terhadap E. coli ............................................
Tahap II Pembuatan Kapsul BAL Isolasi dari Silase Jagung
dan Uji Kualitasnya.......................................................................
Jumlah Koloni BAL Produk Kapsulasi......................................... ..
Daya Hambat BAL terhadap E. coli Produk Kapsulasi ...............
Jumlah Koloni dan Daya Hambat Kapsul BAL pada pH Saluran
Pencernaan Ayam (In vitro).........................................................
Tahap III Daya Simpan Kapsul BAL dan Evaluasi Kualitasnya.................
Kestabilan BAL selama Penyimpanan.........................................
Kestabilan BAL dalam Menghambat E. coli selama
Penyimpanan.................................................................................

27
29
29
29
30
31
31
31
32
35
35
38
39
45
45
46

KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................

47

DAFTAR PUSTAKA

.......................................................................................

48

......................................................................................................

56

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL
Tabel
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Halaman

Komposisi zat makanan hasil by product tanaman dan pengolahan buah sawit 3
Komposisi zat makanan by product tanaman ubi kayu (% BK) .................... 4
Komposisi zat makanan by produt tanaman jagung (%BK) .......................... 5
Taksonomi bakteri asam laktat (BAL) ........................................................... 7
Bahan pembungkus kapsul ............................................................................ 15
Pembentukan gel menggunakan bahan kapsulasi karragenan dan alginat .... 17
Derajat keasaman (pH) pada saluran pencernaan ayam ................................ 20
Formula pakan dan komposisi kimia silase ransum komplit .......................... 24
Rataan jumlah koloni BAL sel silase ransum komplit................................... 31
Rataan diameter zona bening BAL terhadap E. coli ..................................... 34
Rataan jumlah koloni BAL (log10 cfu/g) dengan berbagai bahan dan metode
kapsulasi ......................................................................................................... 36
Rataan diameter zona bening (cm) BAL terhadap E coli (9 x 108 cfu/ml)
dengan perbedaan konsentrasi bakteri asam laktat ........................................ 38
Jumlah koloni BAL (log10 cfu/g) dengan berbagai pH dan lama inkubasi
pada metode kapsulasi spray- dried................................................................ 39
Jumlah koloni BAL (log10 cfu/g) dengan berbagai pH dan lama inkubasi
pada metode kapsulasi freeze-dried ................................................................ 40
Diameter zona bening terhadap E. coli (cm) dengan berbagai pH dan lama
inkubasi pada metode kapsulasi freeze- dried ............................................... 41
Diameter zona bening terhadap E. coli (cm) dengan berbagai pH dan lama
inkubasi pada metode kapsulasi spray-dried ................................................. 42

DAFTAR GAMBAR
Gambar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Halaman

Konsentrasi BAL dalam menghambat bakteri patogen .................................
Prinsip dasar kapsulasi BAL ..........................................................................
Struktur dasar karragenan ..............................................................................
Mekanisme pembentukan gel alginat .............................................................
Mekanisme pembentukan gel karragenan......................................................
Mekanisme penyerapan BAL yang terkapsul pada saluran pencernaan.........
Skema pembuatan silase ransum komplit .......................................................
Mekanisme pembuatan kapsulasi ...................................................................
Skema uji simulasi saluran pencernaan menggunakan berbagai pH ..............
Daya hambat BAL isolat 3 jenis silase ransum komplit terhadap E.coli.......
Kestabilan BAL dalam saluran pencernaan ayam (in vitro) dengan
di spray - dried dan freeze - dried..................................................................
12 Kestabilan bakteri asam laktat selama penyimpanan 4 minggu .....................
13 Kestabilan bakteri asam laktat dalam menghambat E. coli
selama penyimpanan 4 minggu.......................................................................

12
13
15
16
16
20
23
27
28
32
43
45
46

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Halaman

Anova jumlah koloni BAL awal produk silase ransum komplit.....................
Uji lanjut duncan multiple range test (DMRT) jumlah koloni BAL .............
Anova daya hambat BAL produk silase ransum komplit .............................
Uji lanjut DMRT daya hambat BAL produk silase ransum komplit ............
Uji lanjut DMRT jumlah koloni kapsulas BAL produk silase
ransum komplit ............................................................................................
Anova jumlah koloni kapsulasi BAL awal produk silase ransum komplit....
Anova daya hambat kapsulasi BAL produk silase ransum komplit ............
Uji lanjut DMRT daya hambat kapsulasi BAL produk
silase ransum komplit ..................................................................................
Anova jumlah koloni kapsulasi BAL produk silase ransum komplit
selama penyimpanan ......................................................................................
Uji lanjut DMRT koloni kapsulasi BAL produk silase ransum komplit
selama penyimpanan......................................................................................
Anova daya hambat BAL awal produk silase ransum komplit selama
penyimpanan ...................................................................................................
Uji lanjut DMRT koloni kapsulasi BAL produk silase ransum komplit
selama penyimpanan......................................................................................
Roadmap kegiatan selama penelitian..............................................................

56
56
56
57
57
58
58
59
60
60
61
61
62

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Seiring makin meningkatnya pengetahuan dan kesadaran masyarakat tentang
keamanan produk ternak khususnya yang berasal dari unggas, maka usaha peternakan
rakyat maupun industri mulai mempertimbangkan pembatasan penggunaan antibiotik
sebagai pemacu pertumbuhan. Hal ini disebabkan oleh penggunaan antibiotik dapat
meninggalkan residu pada produk ternak yang dihasilkan dan juga menimbulkan
resistensi bakteri patogen apabila penggunaan antibiotik digunakan dalam jangka
waktu yang lama. Oleh karena itu perlu adanya alternatif pengganti penggunaan
antibiotik dalam ransum unggas, salah satu alternatif tersebut adalah menggunakan
probiotik. Probiotik yang digunakan umumnya bersumber dari jamur, kapang dan
bakteri.
Penggunaan bakteri asam laktat (BAL) sebagai probiotik dalam pakan ternak
sudah banyak diteliti (Timmerman et al. 2006).

BAL tersebut selain mampu

memproduksi asam laktat juga dapat menghasilkan komponen antimikroba seperti
bakteriosin, hidrogen peroksida, nisin, lecitin, diplococcin dan lactococcin yang
mempunyai sifat antagonistik terhadap bakteri patogen (Jansson 2005).

Pada

umumnya BAL diproduksi dari proses fermentasi produk pangan susu fermentasi dan
produk pangan lainnya, padahal sumber BAL tersebut masih dapat diproduksi dari
proses fermentasi produk pakan antara lain produk silase. Silase selain menghasilkan
produk primer (silase) juga dapat menghasilkan BAL dan asam organik sebagai
produk sekundernya. Dibandingkan dengan BAL silase berbahan baku tunggal, BAL
yang dihasilkan dari silase ransum komplit memiliki kuantitas dan kualitas yang lebih
tinggi.
Pemberiaan BAL tidak dapat diberikan secara langsung pada ternak unggas.
Hal ini dikhawatirkan viabilitas BAL semakin menurun seiring dengan semakin
bervariasinya derajat keasaman (pH) yang terdapat pada saluran pencernaan
mengakibatkan BAL tidak mampu hidup pada target organ yang diinginkan. Oleh
karena itu perlu adanya teknologi yang dapat melindungi BAL. Teknologi tersebut
adalah teknologi kapsulasi.
Studi mengenai jumlah koloni dan daya hambat BAL melawan Escherichia
coli (E. coli) dari silase ransum komplit terpadu belum pernah dilaporkan, sehingga

kajian tersebut diatas menjadi sangat penting. Tesis ini mengkaji daya hambat dan
daya simpan BAL silase ransum komplit dengan dan tanpa kapsulasi menggunakan
kombinasi bahan dan metode yang berbeda.
Tujuan Penelitian
1

Mengkaji jumlah koloni dan daya hambat BAL produk silase ransum komplit
berbasis jagung, sawit dan ubi kayu.

2

Mengkaji jumlah koloni dan daya hambat BAL produk silase ransum komplit
berbasis jagung yang dikapsulasi menggunakan kombinasi bahan sodium alginat
atau karragenan dan metode freeze- dried atau spray- dried.

3

Mengkaji jumlah koloni dan daya hambat kapsul BAL yang disimpan selama 4
minggu.

Manfaat Penelitian
Memberikan informasi bahwa isolat BAL dapat diproduksi secara terpadu
dari silase ransum komplit berbasis by product jagung, sawit dan ubi kayu,
selanjutnya BAL yang dihasilkan dapat dikapsulasi menggunakan bahan dan metode
kapsulasi yang berbeda.
Hipotesis Penelitian
1

Jumlah koloni dan daya hambat BAL produk silase ransum komplit berbasis
jagung lebih baik dibandingkan sawit dan ubi kayu.

2

Jumlah koloni dan daya hambat BAL menggunakan kombinasi metode freezedried dan bahan sodium alginat lebih baik dibandingkan dengan metode spray dried dan bahan karragenan.

3

Penyimpanan kapsulasi BAL selama 4 minggu berpengaruh nyata menurunkan
jumlah koloni dan daya hambat BAL.

TINJAUAN PUSTAKA
Potensi by product Agroindustri Kelapa Sawit, Ubi Kayu dan Jagung
By Product Agroindustri Kelapa Sawit
Liwang (2003) melaporkan bahwa areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia
terus meningkat dari tahun ke tahun sebesar 12.6%. Data Dirjen perkebunan (2007)
menyatakan bahwa luas areal perkebunan sawit Indonesia pada tahun 2006 mencapai
6 074 926 ha. Kondisi ini mendorong berkembangnya industri pengolahan buah sawit
untuk menghasilkan produk pangan maupun non pangan, sehingga menghasilkan
hasil by product dalam jumlah yang cukup besar.
Pelepah, daun, serat perasan buah dan batang sawit merupakan sumber energi,
sementara itu bungkil inti sawit dan lumpur sawit sebagai sumber protein yang
potensial bagi ternak (Elizabeth dan Ginting 2003).

By product agroindustri

perkebunan kelapa sawit tersebut dapat dijadikan sebagai sumber pakan ternak
ruminansia karena mengandung zat-zat nutrisi yang tinggi. Adapun komposisi zat
makanan by product tanaman dan buah kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi zat makanan by product tanaman dan pengolahan buah sawit
GE
BK

Abu

PK

SK

LK

BETN

Ca

P

Daun tanpa lidi

46.18

13.40

14.12

21.52

4.37

46.59

0.84

0.17

4461

Pelepah

26.07

5.10

3.07

50.94

1.07

39.82

0.96

0.08

4841

Lumpur sawit

24.08

14.40

14.58

35.88

14.78

16.36

1.08

0.25

4082

Bungkil inti sawit

91.83

4.14

16.33

36.68

6.49

28.19

0.56

0.84

5178

Serat perasan buah

93.11

5.90

6.20

48.10

3.22

36.58

-

-

4684

Tandan kosong

92.10

7.89

3.70

47.93

4.70

35.72

-

-

-

By product

(kal/g)

Sumber : Mathius et al. 2004

Setiap hektar kebun sawit per tahun dapat menghasilkan pelepah kering
sebanyak 486 ton dan daun sawit kering 17.1 ton. Sementara lumpur sawit dan
bungkil inti sawit merupakan hasil ikutan pengolahan minyak sawit dapat
memproduksi rendemen lumpur sawit sebanyak 4 – 6% dan bungkil inti sawit sebesar
45%, sehingga diperoleh lumpur sawit sebanyak 840 – 1 260 kg/ha dan bungkil inti
sawit 567 kg/ha (Sianipar et al. 2003). Sementara Horne et al. (1994) melaporkan

suatu pabrik minyak sawit dengan kapasitas 800 ton/hari buah sawit segar akan
menghasilkan 5 ton lumpur sawit kering dan 6 ton bungkil inti sawit kering per hari.
By Product Agroindutri Ubi Kayu
Indonesia merupakan penghasil ubi kayu terbesar di kawasan Asia Tenggara dan
menduduki urutan ketiga di dunia. Produksi ubi kayu Indonesia pada tahun 2007
mencapai 18.95 juta ton pada luas areal tanam 1.15 juta hektar dengan produktivitas
16.5 ton/ha (BPS dan Dirjen Tanaman Pangan 2007).
Banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa daun ubi kayu mempunyai
kandungan protein yang tinggi yaitu berkisar antara 16.7 − 39.9% bahan kering dan
hampir 85% dari fraksi protein kasar merupakan protein murni (Ravindran 1991).
Sedangkan bagian kulit dan onggok memiliki kandungan pati yang cukup tinggi,
sehingga dapat dijadikan sebagai sumber energi. Tabel 2 menunjukkan komposisi zat
makanan by product tanaman ubi kayu.
Tabel 2 Komposisi zat makanan by product tanaman ubi kayu (%BK)
BK

Abu

PK

LK

SK

BETN

TDN

Ca

P

Daun ubi kayu

21.60

12.10

24.10

7.70

22.1

37.00

68.80

0.10

0.30

Kulit ubi kayu

30.60

6.30

6.56

1.30

6.42

81.80

73.10

0.33

0.21

Onggok

83.80

1.30

1.80

0.40 14.9

81.60

78.30

0.20

0.05

By product

Sumber: Sutardi (1981)

By Product Agroindustri Jagung
Tanaman jagung merupakan komoditas pertanian yang cukup penting baik
sebagai sumber pangan maupun pakan ternak. Data BPS dan Dirjen Tanaman Pangan
(2007) melaporkan bahwa produksi jagung di Indonesia sebesar 13 280 juta ton pada
luas areal panen 3 619 ribu Ha dengan produktivitas 3.67 ton/ha.
Data yang hampir sama dilaporkan Anggraeny et al. (2006) hasil samping
berupa batang berkisar antara 55.4 − 62.3%, daun 22.6 − 27.4% dan klobot antara
11.9 − 16.4%.

McCutcheon dan Samples (2002) menambahkan bahwa batang

merupakan by product terbesar pada tanaman jagung dengan nilai kecernaan bahan
kering lebih rendah, jika dibandingkan dengan kulit jagung dengan jumlah terkecil
tetapi mempunyai kecernaan lebih tinggi. Untuk lebih jelasnya komposisi zat
makanan by product tanaman jagung disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3 Komposisi zat makanan by product tanaman jagung (%BK)
BK

Abu

PK

LK

SK

BETN

TDN

Ca

P

Jerami jagung

80.00

7.00

6.00

1.30

35.0

50.70

78.30

0.50

0.09

Tongkol jagun

90.00

2.00

3.00

0.50

36.0

58.50

59.00

0.10

0.04

By product

Keterangan: Parakkasi (1999)

Silase Ransum Komplit
Definisi Silase
Proses ensilase merupakan salah satu cara meminimumkan kehilangan nutrien
dan perubahan nilai nutrisi suatu bahan pakan (hijauan). Pada kondisi

an aerob

tercapai pada bahan yang diawetkan beberapa proses mulai berlangsung

yaitu

respirasi (menghasilkan karbondioksida, air dan energi) dan proteolisis (menghasilkan
asam amino, peptida dan NH3) (McDonald et al. 1991).
Menurut Coblentz (2003) ada tiga hal penting agar diperoleh kondisi tersebut
yaitu menghilangkan udara dengan cepat, menghasilkan asam laktat yang membantu
menurunkan pH, mencegah masuknya oksigen ke dalam silo dan menghambat
pertumbuhan jamur selama penyimpanan.
Ada 2 cara pembuatan silase yaitu secara kimia dan biologis.

Cara kimia

dilakukan dengan penambahan asam sebagai pengawet seperti asam format, asam
propionat, asam klorida dan asam sulfat. Penambahan tersebut dibutuhkan agar pH
silase dapat turun dengan segera (sekitar 4.2), sehingga keadaan ini akan menghambat
proses respirasi, proteolisis dan mencegah aktifnya bakteri Clostridia (Coblentz 2003;
McDonald et al. 1991). Sedangkan secara biologis dengan menfermentasi bahan
sampai terbentuk asam sehingga menurunkan pH silase. Asam yang terbentuk selama
proses tersebut antara lain adalah asam laktat, asam asetat dan asam butirat serta
beberapa senyawa lain seperti etanol, karbondioksida, gas metan, karbon monoksida
nitrit (NO) dan panas (McDonald et al. 1991; Bolsen et al. 2000).
Kualitas Silase
Kualitas silase dicapai ketika asam laktat sebagai asam yang dominan
diproduksi, menunjukkan fermentasi asam yang efesien ketika penurunan pH silase
terjadi dengan cepat. Semakin cepat fermentasi terjadi, semakin banyak nutrisi yang
dikandung silase dapat dipertahankan (Schroeder 2004). Lebih jauh dituliskan pula

bahwa faktor yang mempengaruhi kualitas silase secara umum adalah : kematangan
bahan dan kadar air, besar partikel bahan, penyimpanan pada saat ensilase dan aditif.
Faktor lainnya yang dapat mempengaruhi kualitas silase yaitu: (1) karakteristik
bahan ( kandungan bahan kering, kapasitas buffer, struktur fisik dan varietas), (2) tata
laksana pembuatan silase (besar partikel, kecepatan pengisian ke silo, kepadatan
pengepakan dan penyegelan silo), (3) keadaan iklim (misalnya suhu dan kelembaban)
(Sapienza dan Bolsen 1993). Silase yang baik ketika nilai nutrisi yang dikandungnya
masih tinggi. McDonald et al. 1991 menuliskan bahwa kulitas silase tidak hanya
dilihat dari pengawetan nilai nutrisi saja, tetapi juga berapa banyak silase tersebut
kehilangan bahan kering.
Jenis Mikroorganisme Silase
Jenis BAL yang digunakan sebagai bahan inokulasi silase rumput selama 90
hari yaitu jenis L. plantarum M14 dan coryniformis Si3. Setelah lebih dari 90 hari,
terlihat kualitas silase rumput tersebut dalam kondisi yang baik dan memiliki
kemampuan aktivitas antimikroba seperti antibiotik (Jansson 2005).
Jenis Enterococcus faecium EF9296 dapat dijadikan sebagai inokulum karena
dapat digunakan untuk menekan kerja dari bakteri petogen antara lain Listeria spp.
Selanjutnya dapat digunakan juga untuk menjaga ekosistem lingkungan silase.
Sehingga mampu meningkatkan kualitas mikrobiologi selama proses fermentasi
(Marcinakova et al. 2004).
Penggunaan
mikrobiologi

silase.

sebagai

inokulan

Lactobacillus

ternyata

spp

sebagai

efektif

memperbaiki

bakteri

inokulan

kondisi
komersil

menunjukkan pengaruh nyata dalam memperbaiki karakteristik fermentasi silase,
dimana BAL tersebut mampu menghasilkan produk fermentasi asam laktat. Kondisi
ini menguntungkan karena mampu menurunkan kadar bahan kering. Selanjutnya
penggunaan inokulan juga mampu menghasilkan ativitas enzim sehingga terdapat
interaksi antagonis (Moines 2006).
Pemberiaan inokulan A (IA) L. plantarum dan E. faecium dan inokulan B
(IB) terdiri dari L. plantarum, Pediococcus acidilactici dan amylase memiliki jumlah
koloni masing- masing 1.5 x 106 tidak berpengaruh terhadap kandungan amonia silase
jagung. Penggunaan inokulasi IB mampu menurunkan asam laktat dan meningkatkan
asam asetat labih cepat dibandingkan inokulan IA (Succu et al. 2005).

BAL Silase Ransum Komplit
Karakteristik BAL
Orla Jensen (1994) mengemukakan bahwa BAL memiliki sifat antara lain
gram positif, tidak memiliki spora, tidak bebentuk motil, berbentuk batang dan tidak
memiliki organisme katalase. Untuk lebih mengenal karakteristik BAL berdasarkan
klasifikasi taksonomi dapat dilihat pada Tabel 4 di bawah ini.
Tabel 4 Taksonomi BAL
Genus

Bentuk

Katalase

Betabacerium
Thermobacterium

Batang
Batang

-

Reduksi
nitrit
-

Sreptobacterium

Batang

-

-

Homo

Streptococus

Coccus

-

-

Homo

Batacocus

Coccus

-

-

Hetero

Microbacterium

Batang

+

+

Homo

Tetracoccus

Coccus

+

+

Homo

Fermentasi

Bentuk Genus

Hetero
Homo

L. Weissella
Lactobacillus
Lactobacillus
Enterococcus
Lactococcus
Vagococcus
Leuconostoc
Oenococus
Weisla
Brochothrix
Pediococcus
Tetragenoccocus

Sumber : (Orla-jensen 1994).

Carr et al. (2002) melaporkan bahwa BAL memiliki karakteristik antara lain
tidak mempunyai spora, berbentuk batang, fermentasi fakultatif an aerob, tidak
mempunyai sitokrom, tidak memiliki kemampuan untuk mereduksi nitrat dan
memanfaatkan

laktat,

oksidasi

negatif,

katalase

negatif

dan

kemampuan

memfermentasi glukosa menjadi asam laktat.
Jenis dan Sifat BAL
Fuller (1989) dan Conway (1996) membagi beberapa spasies organisme BAL
sebagai probiotik antara lain L. acidophilus, L. casei, L. casei subsp. rhamnosus, L.
fermentum, L. reuteri Lactococcus lactis subsp. lactis, Lac. lactis subsp. cremoris, L.
bulgaricus, L. plantarum, Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecium, E.
faecalis, Bifidobacterium bifidum, B. infantis, B. adolescentis, B. longum, B. breve.
Ada dua jenis produk fermentasi BAL yang dihasilkan yaitu homofermentatif
dan heterofermentatif, kedua jenis produk fermentasi menghasilkan asam laktat

sebagai

produk

utamanya,

perbedaan

fermentasi

heterofermentatif

selain

menghasilkan asam laktat juga menghasilkan asam asetat, ethanol dan karbon
dioksida.

Kelompok jenis heterofermentatif

Enterococcus,

Lactococcus,

L.

Lactosphaera,

antara lain Carnobacterium,
Leuconostoc,

Oenococcus,

Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus dan Weissella (Fuller
1989).
Tahapan yang terjadi pada proses ensilase ini erat hubungannya dengan fase
pertumbuhan yang dialami bakteri. Fase pertumbuhan bakteri terdiri dari 4 fase.
Fase-fase tersebut adalah (1) fase adaptasi (log phase), (2) fase pertumbuhan
logaritmik atau fase pertumbuhan cepat (log phase), (3) fase stabil (stationary phase)
dan (4) fase kematian (death phase) (Crueger dan Crueger 1984).
Produk Fermentasi BAL dan Manfaatnya sebagai Probiotik
Produk fermentasi BAL salah satunya adalah asam organik. Asam organik ini
dihasilkan selama proses fermentasi terkait dengan spesies organisme, gabungan
kultur dan kondisi pertumbuhan (Lindgren dan Dobrogosz 1990). Asam organik
mampu menurunkan pH dan berfungsi untuk tidak memutus beberapa ikatan molekul
sehingga memiliki kemampuan aktivitas mikroba.

Lebih lanjut Lindgren dan

Dobrogosz (1990) melaporkan bahwa penurunan pH mampu menghasilkan minimum
inhibitory concentration (MIC), sehingga asam laktat dapat menghambat kerja
Clostridium tyrobutyricum, Enterobacter sp dan Propionibacterium freudenreichii
ssp. Isomer L- asam laktat memiliki aktivitas antimikroba yang lebih besar
dibandingkan dengan D- isomer (Benthin dan Villadsen 1995).
BAL juga menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) karena adanya oksigen
sehingga terjadi reaksi flavoprotein oksidasi atau nicotinamida adenin hidroxy
dinucleotida (NADH) peroksida. Hidrogen peroksida berasal dari oxidation sulfhydril
disebabkan karena denaturasi dari sejumlah enzim berasal dari

peroksidase

membrane lipids sehingga meningkatkan permeabilitas membran (Kong dan Davison
1980).

H2O2 juga dapat berfungsi sebagai prekusor untuk memproduksi bakteri

radikal bebas antara lain O2 dan OH yang dapat merusak DNA (Byczkowski dan
Gessner 1988).
Karbondioksida (CO2) merupakan hasil produk fermentasi bakteri asam laktat
secara heterofermentatif.

Mekanismenya adalah CO2 bekerja dalam suasana an

aerob, selanjutnya menghambat sistem kerja enzim dekarboksilase dalam membran

lipid sehingga tidak mempunyai fungsi sebagai permeabilitas (Eklund 1984). CO2
dapat menghambat mikroba pembusuk makanan dan juga

mampu menghasilkan

bakteri gram negatif (Hotchkiss 1999). Diasetil diproduksi oleh strain dari beberapa
genus bakteri asam laktat melalui fermentasi sitrat.
Asetildehida diproduksi oleh L. delbrueckii ssp dan Bulgaricus yang bila
direaksikan dengan threonin aldolase maka treonin tersebut membelah kedalam
asetildehida dan glisin. Ketiga BAL tersebut tidak dapat merombak asetildehida,
hanya terakumulasi dalam produk pangan dengan konsentrasi sekitar 25 ppm.
Asetildehida dengan konsentrasi 10 – 100 ppm dapat menghambat pertumbuhan S.
aureus, S. typhimurium dan E. coli (Piard dan Desmazeaud 1992).
Aktivitas lipolitik dari Lactobacilli dan Lactococci secara signifikan dapat
menghasilkan beberapa asam lemak dalam proses pengeringan sosis (Sanz et al.
1988) dan fermentasi susu (Rao dan Reddy 1984).

Aktivitas antimikroba dapat

memutuskan ikatan molekul dari asam lemak bukan anionnya, selain itu penurunan
pH memiliki pengaruh besar terhadap aktivitas antimikroba (Kabara 1993).
Reaksi fermentasi BAL dibagi menjadi 2 bagian yaitu secara homofermantatif
dan heterofermentatif. Reaksi homofermentatif menghasilkan asam laktat, 2 mol ATP
dari 1 glukosa/heksosa dalam kondisi normal, tidak menghasilkan CO2 dan
menghasilkan biomassa sel dua kali lebih banyak daripada BAL heterofermentatif.
Sedangkan

reaksi heterofermentatif selain

menghasilkan

asam laktat juga

menghasilkan etanol, CO2, asam asetat serta 1 mol ATP dari heksosa dan tidak
mempunyai enzim aldolase. Untuk lebih jelasnya reaksi fermentasi BAL dapat dilihat
di bawah ini.
Homofermentation
1 Hexose + 2ADP + 2Pi

2 laktase + 2 ATP

Heterofermentation
1 Hexose + 1 ADP + Pi

Laktase + Etanol + CO2 + 1 ATP
atau

1 Hexose + 2 ADP + Pi

Laktase + Asetat + CO2 + 2 ATP

(Axelsson 1998).
BAL adalah suatu jaringan hidup untuk menstimulasi pertumbuhan mikroba.
BAL yang terdiri dari Lactobacillus, Leuconostoc, Lactococcus, Pediococcus dan

Bifidobacterium ditemukan disepanjang saluran pencernaan, dimana populasi utama
BAL tersebut adalah spesies Lactobacillus yang ditemukan pada permukaan usus
halus dan juga lambung. Probiotik ini dapat menurunkan kondisi lactosa intolerance,
menurunkan serum kolesterol, meningkatkan sistem kekebalan

tubuh dan

menghindari kanker (Gilliland 1996; Salminen et al. 1998a). Beberapa kriteria BAL
yang dapat dijadikan probiotik antara lain : aman digunakan, mempunyai aktivitas
positif dalam saluran pencernaan, dapat tahan hidup dalam suasana asam, mempunyai
kemampuan untuk mengeluarkan jaringan epitel, mampu memproduksi antimikroba,
mempunyai kemampuan merangansang sistem kekebalan tubuh, berpengaruh
terhadap aktivitas metabolisme antara lain poduksi vitamin, assimilasi kolesterol dan
aktivitas laktosa (Salminen et al. 1996).
Pada umumnya defenisi probiotik menekankan bahwa mikroorganisme
tersebut harus dapat mencapai posisi tujuan dengan tetap hidup (viable), namun dalam
beberapa kasus dilaporkan, bahwa komponen dari bakteri atau mikroba probiotik
tersebut mempunyai efek positif terhadap kesehatan inangnya (immune stimulation).
Beberapa penelitian melaporkan, bahwa non-viable probiotic (probiotik yang telah
mati atau komponen dari probiotik tersebut) dapat melekat pada kultur jaringan sel
yang mengindikasikan, bahwa viabilitas tidak berpengaruh pada daya lekat. Probiotik
yang menempel pada permukaan saluran pencernaan dapat meningkatkan immune
modulation, mengeluarkan bakteri patogen, mencegah melekatnya patogen dan
membentuk kolonisasi sementara Ouwehand et al. (1999).
Probiotik dapat diberikan melalui pakan, air minum dan kapsul. Pemberian
melalui pakan merupakan cara yang terbaik untuk memperoleh jumlah dan proporsi
yang tepat (Gibson dan Roberfroid 1995). Kunci utama agar dapat mempertahankan
jumlah dan tinggi populasi probiotik secara permanen di dalam usus ialah pemberian
yang berkesinambungan. Pemberian probiotik secara kontiniu bertujuan untuk
menjaga keseimbangan mikroflora usus. Keuntungan utama dari probiotik ialah tidak
menimbulkan residu yang dapat membahayakan konsumen (Parakkasi 1999).
Daya Hambat BAL terhadap Bakteri Patogen dan Mekanismenya
Bakteriosin dapat diisolasi dan dikarekteristikkan dari BAL, mempunyai
potensi perantara antimikrobial sehingga berpengaruh untuk mencegah bakteri
patogen yang hidup diantaranya adalah nisin, diplococin acidophilin, bulgarican,

helveticins, lactacins dan plantaricins (Nettles dan Barefoot 1993). Nisin diproduksi
dari Lactococcus lactis spp dan mempunyai tanggung jawab sebagai bakteriosin yang
diaplikasikan sebagai aditif

kedalam bentuk makanan (Delves Broughton et al.

1996).
Bakteriosin berasal dari BAL gram positif dengan ikatan peptida yang sangat
kecil (Nes et al. 1996). Bakteriosin gram positif ini aktif dalam pembentukan
membran sitoplasma (Jack et al. 1996). Dalam spektrum luas mampu menghasilkan
aktivitas bakterisidal dari coli (Gram negatif bakteriosin dihasilkan oleh E. coli).
Bakteriosin berasal dari pembentukan protein antibakteri, dimana

terdapat

kelompok heterobakteri dari antimikrobial peptida (DeVugst dan Vandamme 1994).
Secara umum subtansinya adalah kation peptida yang ditunjukkan dalam bentuk
hidrophobi dan amphiphili. Membran bakteri sebagian besar diperoleh dari aktivitas
antimikroba tersebut. Bakteriosin dapat dibagi menjadi beberapa kelas yaitu kelas I
masa laktibiotiks, dimana terdapat perubahan ikatan peptida yang kecil dan disusun
dari beberapa asam amino (Gruder et al. 2000) kemudian kelas II bakteriosin berasal
dari ikatan peptida yang tidak berubah susunannya (Nes dan Holo 2000).
Konsentrasi BAL diduga berperan dalam menghambat pertumbuhan bakteri E.
coli. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1 Konsentrasi BAL dalam menghambat bakteri patogen (Jin et al. 2000)

Teknologi Kapsulasi
Pengertiaan Kapsulasi
Kapsulasi merupakan proses pembentukan lapisan berbentuk matriks dimana
materi yang dienkapsulasi secara keseluruhan berada di dalam dinding kapsul (King
1995).

Kapsulasi berfungsi menstabilkan sel, berpotensi menjaga viabilitas dan

stabilitas sel tetap tinggi (Kim et al. 1996).
Mikroenkapsulasi membantu untuk memisahkan inti sel bakteri dari material
sampai proses pelepasan, mikroenkapsulasi juga berfungsi melindungi

pengaruh

tidak stabil dari keadaan sekelilingnya. Dengan cara ini maka inti sel bakteri lebih
terjaga sampai proses pelepasan (Gambar 2). Bentuk dari mikroenkapulasi ini sebagai
perantara antara inti sel bakteri dengan dinding. Ukuran dari bentuk dinding tersebut
didesain melindungi inti sel bakteri sampai proses pelepasan, sehingga kondisi
dimana molekul kecil bergerak keluar membran dapat dikontrol (Franjione dan
Vasishtha 1995; Gibbs et al.1999).

Gambar 2 Pinsip dasar kapsulasi bakteri asam laktat (Franjione dan Vasishtha 1995;
Gibbs et al.1999)
Mikroenkapsulasi disusun secara semipermeabel, berbentuk seperti bola yang
halus dan memiliki dinding membran yang kuat, sehingga sel bakteri tetap terjaga
didalamnya (Jankowski et al. 1997).

Pendapat lain mengatakan bahwa

miroenkapsulasi berbentuk matriks, tidak berbentuk padat dan gel.

Nutrisi dan

metabolisme yang terdapat pada mikrokapsul dapat menyebar melewati membran
semipermeable dengan mudah. Membran tersebut berjalan seiring lepasnya inti dari

kapsulasi tersebut, sehingga memperkecil kontaminasi dari lingkungan sekelilingnya.
Kapsul ini melepaskan beberapa material, mekanismenya antara lain memecah
dinding sel dan menyebarluaskan sel bakteri tersebut (Franjione dan Vasishtha 1995).
Bahan Kapsulasi
Karragenan adalah polisakarida alami berasal dari hasil ektraksi ganggang
laut yang biasanya digunakan sebagai pangan tambahan. Suhu yang diperlukan untuk
memecah sekitar 2 – 5% konsentrasi polimer polisakarida ini adalah

60 − 80 0C.

Proses gelatinasi karragenan secara umum dipengaruhi temperatur, pemberiaan
karragenan dapat diberikan pada isolat bakteri pada suhu 40 − 45 0C dan terjadi
proses gelatinisasi pada suhu kamar sampai pada suhu yang rendah (Klein dan
Vorlop 1985).
Karragenan membentuk suatu sistem hidrokoloid dengan kandungan
utamanya adalah polimer dari D- galaktosa dan 3,6-anhydro galaktosa yang memiliki
tiga fraksi utama yaitu kappa, iota dan lamda karragenan. Semua karragenan dapat
larut dalam air pada suhu diatas 600 C. Semua larutan karragenan dengan pendingin
cenderung menjadi gel yang kekuatannya tergantung pada konsentrasi dan sensitivitas
ion kalsium.

Kappa dan lambda karragenan larutan dalam sukrosa 65% dalam

keadaan panas sedangkan ion karragenan hanya sedikit yang larut. Iota dan lamda
karragenan dapat larut dalam larutan garam (20 – 25% NaCl), sedangkan kappakarragenan akan mengendap (Glicksmann 1983). Gambar 3 menunjukkan struktur
dasar pembentukan karragenan.
(a) Kappa karragenan

D-galaktosa-4- sulphate

3,6-anhydro-D-galaktosa

(b) Iota karragenan

D-galaktosa-4-sulphate

3,6-anhydro-D-galaktosa-2-sulphate

(c) Lamda karragenan

D-galaktosa-2-sulphate

D-galaktosa-2,6-disulphate

Gambar 3 Struktur dasar karragenan (Fardiaz 1988)
Kombinasi penggunaan karragenan dan locust bean gum dalam proses
kapsulasi BAL dapat meningkatkan stabilitas dan viabilitas dalam menghasilkan
biomassa produk susu (Audet et al. 1991). Untuk lebih mengenal komponen bahan
kapsulasi disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Bahan pembungkus kapsul
Komponen kapsul
Karbohidrat
Selulosa
Gum
Lemak
Protein

Jenis pembungkus kapsul
Pati, maltodextrin dextran, sukrosa
Kaboksil metylselulosa, metylselulosa dan nitroselulosa
Gum acasia, sodium alginate dan karragenan
Monogliserida, digliserida dan minyak
Casein, glutein, hemoglobin dan peptida

Sumber : (Sahidi dan Hann 1993)

Alginat adalah polisakarida asam alami yang diekstraksi dari gangang biru
laut yang disusun dengan proporsi asam 1−4 linked β−D mannuronic (M) dan asam
α−L-guluronic (G), residu yang dihasilkan dari proses ektraksi ini dimanfaatkan
sebagai asam alginat dengan susunan MM dan GG pada polimer yang sama
(Gemeiner et al. 1994).
Proses mikroenkapsulasi dengan 3 bentuk bahan kapsulasi yaitu chitosan,
poly-L-lysin dan alginate yang berisi bakteri strain Lactobacillus spp diperoleh hasil
bahwa bahan kapsulasi tersebut tidak mampu melindungi bakteri asam laktat dari
kondisi lingkungan, dimana ketiga bahan tersebut hanya mampu melindungi bakteri
sampai pH 2.0 (Kailasapathy et al. 2005).
Kapsulasi

BAL

dengan

alginate-poly-L-lysine-alginate

(APA)

dapat

menghasilkan asam ferulic berasal dari Lactobacillus dengan pengujian highperformance liquid chromatography (HPLC). Lactobacillus yang digunakan adalah L.
fermentum (ATCC 11976) yang sangat berpengaruh terhadap aktivitas dan produksi
asam ferulic (Bhathena et al. 2007).

Gambar 4 Mekanisme pembentukan gel alginat (Anal dan Steven 2005)

Gambar 5 Mekanisme pembentukan gel karragenan (Glicksman 1983)
Proses kapsulasi BAL menggunakan sodium alginat yang dicampur kedalam
larutan CaCl2 akan membentuk ion sodium dalam polimer. Hal tersebut menyebabkan
proses gelatinisasi semakin cepat sehingga viskositas kapsul yang dihasilkan semakin
baik (Anal dan Steven 2005). Untuk lebih jelasnya pembentukan gel dapat dilihat
pada Tabel 6 serta Gambar 4 dan 5 di bawah ini.
Tabel 6 Pembentukan gel menggunakan bahan kapsulasi karragenan dan alginat
Gel yang
digunakan

Vsikositas
(cP)

Kelarutan

Temperatur
optimal

Karragenan
alginat

5 – 800
>800

K+, Rb +, Cs+
Ca+

75 0 C
10 – 600 C

Sumber : Glicksman (1983); Cp = Centipoise

% kehilangan
gel pada suhu
(1050 C)
12 %
15 %

Metode Kapsulasi
Spray-dried merupakan metode kapsulasi yang biasa digunakan pada industri
makanan karena dinilai ekonomis dan fleksibel serta kualitas produk yang dihasilkan
cukup baik (Dziezak 1988). Proses ini meliputi penyebaran inti material kedalam
larutan polimer, bentuk emulsi atau penyebaran diikuti oleh proses homogenisasi dari
larutan kemudian proses atomisasi didalam kamar pengering. Keuntungan dari
metode ini dapat diproses secara terus - menerus sedangkan kerugiaannya adalah
penggunaan temperatur tinggi menyebabkan bakteri kultur yang akan digunakan tidak
mampu bertahan hidup (Jackson dan Lee 1991).