Karakterisasi Mikrokapsul Sinbiotik Bakteri Asam Laktat Isolat PG7 yang Dienkapsulasi dengan Alginat, Susu Skim dan Inulin

KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI
ASAM LAKTAT ISOLAT PG7 YANG DIENKAPSULASI
DENGAN ALGINAT, SUSU SKIM, DAN INULIN

SKRIPSI

HARNISYA NASUTION
110805016

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI
ASAM LAKTAT ISOLAT PG7 YANG DIENKAPSULASI
DENGAN ALGINAT, SUSU SKIM, DAN INULIN


SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains

HARNISYA NASUTION
110805016

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul


Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: Karakterisasi Mikrokapsul Sinbiotik Bakteri
Asam Laktat Isolat PG7 yang Dienkapsulasi
dengan Alginat, Susu Skim dan Inulin
: Skripsi
: Harnisya Nasution
: 110805016
: Sarjana (S1) Biologi
: Biologi
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, April 2016


Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 ,

Pembimbing 1,

Dra. Nunuk Priyani, M. Sc.
NIP: 196404281999032002

Dr. It Jamilah, M. Sc.
NIP. 196310121991032003

Disetujui Oleh
Departemen Biologi FMIPA USU
Ketua,

Dr. Nursahara Pasaribu, M. Sc.
NIP. 196301231990032001

i

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI ASAM
LAKTAT ISOLAT PG7 YANG DIENKAPSULASI DENGAN ALGINAT,
SUSU SKIM DAN INULIN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, April 2016

HARNISYA NASUTION
110805016

ii
Universitas Sumatera Utara


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi
ini. Skripsi yang berjudul “Karakterisasi Mikrokapsul Sinbiotik Bakteri Asam
Laktat Isolat PG7 yang Dienkapsulasi dengan Alginat, Susu Skim dan
Inulin” dibuat sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Sains FMIPA,
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Ibu Dr. It
Jamilah, M.Sc. selaku pembimbing I dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. selaku
pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran saat
bimbingan, pada masa penelitian hingga penulisan skiripsi ini. Ucapan
terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc.
dan Bapak Dr. Miswar Budi Mulya, M.Si. selaku dosen penguji yang telah
memberikan banyak masukan dan arahan dalam penyempurnaan penulisan skripsi
ini. Kepada Ibu Dr. Nursahara Pasaribu M.Sc. selaku Ketua Departemen Biologi
FMIPA USU, Ibu Dr. Saleha Hannum, M.Si. selaku Dosen Penasehat Akademik
yang telah memberikan nasehat dan semangat selama masa perkuliahan. Terima
kasih kepada Ibu Nurhasni Muluk, Kak Siti, Bang Erwin, Ibu Rosalina Ginting,

seluruh dosen dan staf pengajar di Departemen Biologi FMIPA USU yang telah
membimbing dan membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada kedua orang tua, ayahanda
dan ibunda tercinta, Kholid Nasution dan Eryani yang selalu memberikan doa,
semangat, dukungan dan pengorbanan yang begitu besar kepada penulis. Kepada
adik Elvira Frisca Nasution dan Muhammad Hafiz Nasution serta seluruh
keluarga besar penulis atas segala bantuan baik moril maupun materil hingga
skripsi ini selesai.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada sahabat penelitian Ria
Yelvi Ningsih dan Virza Ratika I. P. yang telah berbagi suka dan duka selama
penelitian, bertukarpikiran serta saling memberikan semangat. Terima kasih
kepada semua pihak yang ikut membantu dalam penelitian ini. Kepada sahabatsahabat yang menjalani penelitian di Lab. Mikrobiologi, sahabat-sahabat terbaik
Desi Munthe, Khairiyah, Yentiti K, Sri Desy, serta teman-teman seangkatan
Biologi 2011 terimakasih atas semangat dan kerja samanya. Terima kasih kepada
rekan-rekan asisten Lab. Biologi LIDA dan Anmortum. Kepada abang dan kakak
angkatan 2009, 2010 dan adik-adik angkatan 2012, 2013 dan 2014. Kepada
HIMABIO, IPKB serta semua pihak yang ikut dalam membantu dari awal
perkuliahan hingga penyelesaian penulisan skripsi ini.
Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari
bahwa skiripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan kritik

dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skiripsi ini. Penulis

iii
Universitas Sumatera Utara

mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan. Semoga Allah SWT membalas kebaikan kita semua. Amin Ya
Rabbal Alamin.

Medan, April 2016

Penulis

iv
Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISASI MIKROKAPSUL SINBIOTIK BAKTERI ASAM
LAKTAT ISOLAT PG7 YANG DIENKAPSULASI DENGAN
ALGINAT, SUSU SKIM, DAN INULIN


ABSTRAK
Aplikasi probiotik pada budi daya ikan air tawar merupakan salah satu alternatif
pencegahan penyakit pada ikan. Akan tetapi, viabilitas dan kelangsungan hidup
probiotik yang rendah pada saat aplikasi masih menjadi kendala. Enkapsulasi
dilakukan bertujuan untuk menjaga viabilitas probiotik selama penyimpanan dan
aplikasi. Pada penelitian ini, campuran alginat-susu skim dan prebiotik inulin
digunakan untuk mengenkapsulasi bakteri asam laktat PG7 yang diisolasi dari
saluran pencernaan ikan nila (Oreochromisniloticus) yang diperoleh dari
penelitian sebelumnya. Proses enkapsulasi dilakukan dengan teknik ekstrusi,
selanjutnya mikrokapsul diuji ketahanannya pada lama penyimpanan, kondisi
saluran pencernaan, lama pengeringan, kontaminan serta kecepatan release. Hasil
yang diperoleh mengindikasikan bahwa enkapsulasi secara efektif melindungi sel
probiotik dari proses pengeringan, simulasi pH saluran pencernaan dan kondisi
penyimpanan. Mikrokapsul yang dihasilkanberbentuk bulat dengan ukuran 1,91 ±
0,27 mm dan efisiensi enkapsulasi 92,96%. Probiotik terenkapsulasi mampu
keluar dari mikrokapsul secara keseluruhan dalam kondisi simulasi pH cairan usus
(pH 6,8) selama 3 jam. Viabilitas probiotik terenkapsulasi bertahan sebesar 7,19
log CFU/g pada penyimpanan suhu 4 °C selama 4 minggu. Ketahanan probiotik
terenkapsulasi pada cairan simulasi pH lambung (pH 2; 2 jam) sebesar 85,75%.
Jumlah kontaminasi khamir pada mikrokapsul setelah penyimpanan 4 minggu

sebesar 2,48-2,77 log CFU/g. Mikrokapsul sinbiotik ini menunjukkan
karakteristik yang cukup baik dan efisien dalam mempertahankan viabilitas
bakteri sehingga cukup baik untuk diaplikasikan pada budi daya ikan air tawar.
Kata Kunci : Bakteri asam laktat, enkapsulasi, probiotik air tawar, viabilitas.

v
Universitas Sumatera Utara

SYNBIOTIC MICROCAPSULE CHARACTERIZATION OF LACTIC
ACID BACTERIA ISOLATE PG7 ENCAPSULATED BY
ALGINATE, SKIM MILK, AND INULIN

ABSTRACT
The application of probiotics in aquaculture represents an alternative way for fish
disease prevention. However, low viability and survival in application of probiotic
still being an obstacle. Encapsulation has been used to maintain probiotic viability
during storage and application. In the present study, combination of alginate-skim
milk and inulin prebiotic were used to encapsulate lactic acid bacteria PG7
isolated from digestive tract of tilapia fish (Oreochromisniloticus) from previous
study. Encapsulation had been prepared by extrusion method, then the

encapsulated bacteria were tested for its survival during storage time, simulated
gastointestinal condition, drying process, contaminant and release speed. The
result obtained indicated that encapsulation effectively protected the probiotic
from drying process, simulated gastointestinal condition and storage. The
spherical microcapsule was obtained with size of 1.91±0,27 mm and
encapsulation efficiency was 92.96%. Encapsulated probiotic could be completely
released from microspheres in simulated intestinal fluid (pH 6.8). The viability of
encapsulated probiotic retained around 7.19 log CFU/g when stored at 4 °C for 4
weeks. The survival rate of encapsulated probiotic in simulated gastric fluid (pH
2; 2 h) was 85.75%. Total yeast contamination in microsphere after 4 weeks of
storage were about 2.48-2.77 log CFU/g. This synbiotic microcapsule of isolate
PG7 showed good characteristic and efficient in maintaining viability of
bacteriain unfavourable condition, therefore it might be usefull to be applied in
aquaculture.
Key Words : Encapsulation, lactic acid bacteria, probiotic, viability.

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI


Halaman
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR

i
ii
iii
v
vi
vii
ix

BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Permasalahan
1.3. Tujuan
1.4. Hipotesis
1.5. Manfaat

1
1
3
3
3
3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Probiotik Akuakultur
2.2. Bakteri Asam Laktat
2.3. Prebiotik
2.4. Enkapsulasi
2.5. Teknik Ekstrusi
2.6. Bahan Enkapsulan
2.6.1. Alginat
2.6.2. Susu Skim

4
4
5
6
7
8
9
9
10

BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
3.2. Prosedur Penelitian
3.2.1. Pemeriksaan dan Persiapan Kultur BAL
3.2.2. Enkapsulasi Sinbiotik dengan Teknik Ekstrusi
3.2.3. Pengeringan Mikrokapsul
3.2.4. Uji Viabilitas Sinbiotik Terenkapsulasi pada Suhu dan
Masa Simpan
3.2.5. Analisis Total Kapang Khamir Mikrokapsul
3.2.6. Uji Viabilitas Sel Bebas dan Sinbiotik Terenkapsulasi
dalam Simulasi pH Lambung dan Cairan Usus
3.2.7. Analisis Kecepatan Pembebasan Sel Terenkapsulasi

11
11
11
11
11
12

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Ukuran, Morfologi dan Efisiensi Enkapsulasi Mikrokapsul
4.2 Viabilitas dan Kadar Air Mikrokapsul Selama Pengeringan
4.3 Viabilitas Mikrokapsul Selama Penyimpanan

15
15
16
17

13
13
14
14

vii
Universitas Sumatera Utara

4.4 Analisis Total Kapang Khamir Mikrokapsul
4.5 Viabilitas Sel Bebas dan Mikrokapsul dalam Kondisi
Simulasi Asam lambung dan Cairan Usus
4.6 Kemampuan PembebasanSel Terenkapsulasi

18
19
21

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

22
22
22

DAFTAR PUSTAKA

24

viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

4.1

Mikrokapsul sinbiotik isolat BAL PG7 hasil
enkapsulasi metode ekstrusi dengan mikroskop stereo

15

Grafik pengaruh lama pengeringan terhadap viabilitas
BAL isolat PG7 terenkapsulasi

16

Grafik viabilitas BAL isolat PG7 terenkapsulasi
selama penyimpanan pada suhu 4 °C dan suhu ambient

17

Grafik jumlah kontaminasi khamir pada mikrokapsul
selama penyimpanan

18

Grafik populasi sel bebas dan sel terenkapsulasi BAL
isolat PG7 pada kondisi simulai pH lambung dan
cairan usus

20

Grafik kemampuan sel terenkapsulasi BAL isolat PG7
release pada pH netral

21

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

ix
Universitas Sumatera Utara