FIKOSIANIN: PEWARNA ALAMI DARI “BLUE GREEN MICROALGAE”

SPIRULINA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMTEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun Oleh:

Nama : Keshia Devina Wijaya

NIM: 13.70.0007

Kelompok: D4

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

2015

1. MATERI METODE

1.1. Materi

1.1.1. Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Sentrifuge, pengaduk/stirer, oven,

hotplate, kain saring, spektrofotometer, gelas ukur, wadah oven dan mortar.

1.1.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah biomassa Spirulina basah atau

kering, aquades dan dekstrin

1.2. Metode

Biomassa Spirulina ditimbang dalam cawan

Dimasukkan dalam Elenmenyer.

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

Dilarutkan dalam aqua destilata (1 : 10).

Diaduk dengan stirrer ± 2 jam

Supernatan diencerkan sampai pengenceran 10-2 dan diukur kadar fikosianinnya

pada panjang gelombang 615 nm dan 652 nm

Dicampur merata dan dituang ke wadah

Supernatan diambil 8 ml dan ditambah dekstrin dengan perbandingan supernatan :

dekstrin = 1 : 1 (kelompok D1-D3), sedangkan kelompok D4-D5 menggunakan

perbandingan 8 : 9

Dioven pada suhu 50°C hingga kadar air ± 7%

Didapat adonan kering yang gempal

Dihancurkan dengan penumpuk hingga berbentuk powder

Kadar Fikosianin (mg/g) diukur dengan rumus :

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan penggunaan fikosianin dari Spirulina sebagai pewarna lami dapat dilihat padaTabel 1.

Tabel 1. Tabel Hasil Pengamatan Fikosianin

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

Berdasarkan tabel diatas, diketahu berat bio massa kering sebesar 8 gram, jumlah aquades yang ditambahkan sebanyak 80 ml dan total

filtrat yang diperoleh sebanyak 55 ml untuk masing-masing kelompok. Untuk kelompok D1 hingga D5 didapatkan nilai OD 615 lebih tinggi

dibandingkan dengan nilai OD652. Nilai KF dan yield antar kelompok didapatkan data yang berbeda, dimana nilai KF dan Yield terbesar

Kel 

Berat Bio

Massa

Kering(g)

Jumlah Aquades yang

ditambahkan(ml)

Total Filtratyang

diperolehOD 615 OD 652

KF(mg/ml)

Yield(mg/ml)

Warna

Sebelum dioven

Sesudah dioven

D1 8 80 55 0,1854 0,1733 0,193 1,327 ++ +

D2 8 80 55 0,1914 0,1797 0,199 1,368 ++ +

D3 8 80 55 0,1863 0,1843 0,185 1,272 ++ +

D4 8 80 55 0,1980 0,1803 0,211 1,451 ++ +

D5 8 80 55 0,1687 0,2029 0,136 0,935 ++ +

terdapat pada kelompok D4 sebesar 0,211 dan 1,451. Sedangkan yang memiliki nilai paling rendah adalah kelompok D5 dimana nilai KF

dan yield secara berurutan adalah 0,136 dan 0,935. Dan untuk pengamatan warna, fikosianin yang telah mengalami proses pemanasan

memiliki warna yang lebih muda dibandingkan dengan fikosianin yang tidak dipanaskan.

3. PEMBAHASAN

Tujuan dari praktikum ini adalah mendapatkan pewarna alami dari spirulina yang

memiliki pigmen fikosianin. Berdasarkan jenisnya, pigmen dapat dibagi menjadi dua

yaitu pigmen alami dan juga buatan. Pada umumnya, industri pangan lebih sering

menggunakan pigmen sintesis karena mudah untuk didapatkan dan memiliki stabilitas

yang tinggi. Namun beberapa pigmen pewarna ini bersifat karsinogenik sehingga dapat

menyebabkan alergi dan kanker (Mohammad, 2007).

Sehingga sangat dianjurkan kepada industri pangan untuk menggunakan pewarna alami

atau biopigmen. Dimana kelebihan dari biopigmen ini adalah tidak bersifat

karsinogenik, aman untuk dikonsumsi dan mudah untuk diuraikan karena berasal dari

makhluk hidup (Rita, 1997). Namun disamping kelebihannya, biopigmen ini memiliki

beberapa kelemahan seperti kurang homogen dan membutuhkan biaya yang tinggi

(Syah, 2005). Salah satu sumber pigmen yang dapat digunakan adalah spirulina, dimana

oragnisme ini termasuk golongan alga hijau biru (blue green algae) yang menggunakan

fikobiliprotein untuk menghasilkan warna (Gelagustashvili & Ketevan, 2013).

Fikobiliprotein didalam mikroalga dapat dibagi menjadi 3 bagian pikoerithrin,

allofikosianin dan fikosianin (Zhang et al., 2014). Selain itu spirulina termasuk kedalam

organisme multiseluler yang memiliki tubuh filamen berwana hijau-biru, silinder dan

tidak bercabang. Spirulina memiliki ukuran 100 kalo lebih besar dari sel darah merah

manusia. Menurut Tietze (2004), spirulina yang berkoloni akan memiliki warna hijau

tua karena mengandung klorofil dengan kadar tinggi. Spirulina hanya dapat hidup

dalam lingkungan yang sangat basa dengan pH 8-11 dan mengandung senyawa

karbonat-bikarbonat yang tinggi. Sprulina melakukan fotosintesis sehingga

membutuhkan cahaya dan CO2 sehingga akan menghasilkan oksigen sehingga dapat

meningkatkan pertumbuhannya (Tri Panji et al, 1996).

Menurut Richmond (1988), Spirulina sp tergolong pada alga mesofilik atau dapat

tumbuh optimal pada suhu 35-40oC dan suhu tumbuh minimal antara 18-20oC.

Biomassa dari Spirulina lebih mudah larut dalam pelarut polar seperti air maupun

larutan buffer (Boussiba & Richmond, 1980). Pigmen yang terkandung didalam

spirulina dapat dikelompokan menjadi tiga yaitu klorofil a karotenoid dan xantofil serta

fikobiliprotein yang terdiri atas fikosianin dan allofikosianin. Keberadaan klorofil a

dalam spirulina adalah 1,7% dari berat sel. Untuk pigmen karotenoid dan xantofil

sekitar 0,5% dari sel. Pigmen terbesar yang terkandung dalam spirulina adalah

fikosianin dan allofikosianin sebesar 20% dari protein seluler. Dimana kandungan

fikosianin dipengaruhi oleh banyaknya nitrogen yang dikonsumsi oleh spirulina.

Fikosianin dapat ditemukan pada sistem tilakoid yang terletak di membran sitoplasma.

Fiksoianin yang dihasilkan oleh Spirulina memiliki warna biru tua serta dapat

memancarkan cahya merah tua. Fikosianin merupakan salah satu sumber pewarrna biru

alami yang biasa digunakan dalam industri pangan seperti pembuatan permen karet,

susu dan jelly (Salama et al., 2015). Mikroalga lain yang dapat menghasilkan warna

biru adalah Nostoc sp dan Synechococcus sp (Velu & Narayanaswamy, 2009).

Fikosianin merupakan biliprotein yang berfungsi unutk menghambat pembentukan

koloni kanker. Fikosianin dapat rusak pada suhu tinggi dan warna dapat memudar 30%

dari warna semula setelah dilakukan penyimpanan selama 5 hari (Mishra et al., 2008).

Fikosianin dapat dibebaskan secara sederhana dengan cara penghancuran mekanis

seperti pencairan dan pembekuan (Angka & Suhartono, 2000). Penerapan cahaya

maksimal yang dapat ditangkap oleh fikosianin adalah 546 nm. Salah satu manfaat dari

fikosianin adalah sebagai antiradang atau antioksidan karena mengandung komponen

fenol (Alfredo et al., 2011).

Langkah awal yang dilakukan dalam tahap ini adalah 8 gram biomassa spirulina

dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan dilarutkan dengan aquades dengan perbandingan

1:10. Fikosianin dilarutkan menggunakan aquades karena dapat larut dalam pelarut

polar (Boussiba & Richmond, 1980). Kemudian diaduk menggunakan stirrer selama

kurang lebih 2 jam. Menurut Day & Underwood (1992), tujuan dilakukannya

pengadukan menggunakan stirrer adalah untuk menghomogenkan pelarut dengan

pigmen fikosianin yang terkandung dalam bahan secara sempurna dan berfungsi untuk

menghasilkan ekstrak yang maksimal.

Selanjutnya dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rm selama 10 menit hingga

diperoleh endapan dan supernatan (cairan yang mengandung fikosianin). Tujuan dari

dilakukan sentrifugasi adalah untuk memisahkan padatan dan cairan sehingga akan

didapatkan cairan yang jernih untuk pengukuran kadar fikosianin menggunakan

spektrofotometer. Sentriguasi merupakan suatu proses memisahkan substansi

berdasarkan berat jenis molekulnya, dimana jika memiliki berat molekul lebih besar

akan tertinggal dibawah (Kimball, 2005). Supernatan yang didapatkan, diencerkan

hingga 10-1 dengan cara mengambil 1 ml supernatan dan diberi 9 ml aquades. Setelah

itu diukur menggunakan spektrofotometri dengan panjang gelombang 615 nm dan 652

nm. Menurut Song et al., (2013) rata-rata pengukuran penyerapan fikosianin maksimal

adalah 610 hingga 620 nm.

Supernatant ditambahkan dengan dekstrin dengan perbandingan 1:1 sehingga

dibutuhkan 8 gram. Tujuan ditambahkannya dekstrin adalah untuk mempercepat proses

pengeringan dan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh panas. Selain tu juga

berfungsi untuk melapisi komponen flavor yang dihasilkan, meningkatkan total padatan

dan untuk memaksimalkan volume fikosianin yang dihasilkan pada tahap akhir

(Murtala, 1999). Dekstrin merupakan polisakarida yang diperoleh dari proses hidrolisa

pati yang diatur oleh enzim terentu atau hidrolisis asam. Dalam proses pembuatan

dekstrin, terjadi pemutusan rantai panjang pati oleh enxim sehingga terbentuk dekstrin

yang memiliki 6-10 unit glukosa. Bentuk fisik dari dekstrin adalah berwarna putih

hingga kuning dimana mudah larut dalam air, mudah terdispersi, tidak kental dan

memiliki stabilitas yang lebih baik dibandingkan pati (Supatri,2000). Struktur molekul

dari dekstrin adlah spiral sehingga memiliki kemampuan untuk merangkap moleku

flavor dan dapat mengurangi penguapan komponen (Arief, 1987).

Setelah tercampur hingga rata, larutan dituangkan kedalam wadah yang digunakan

sebagai alas untuk pengeringan. Dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 45oC hingga

kering, kurang lebih kadar air sebesar 7%. Menurut Metting & Payne (1986), suhu

pengeringan fikosianin tidak boleh dilakukan pada suhu diatas 60oC karena dapat

menyebabkan terjadinya degradasi fikosianin dan memacu reaksi maillard. Dimana

suhu yang cocok untuk pengeringan sekitar 40-60oC. Selain itu pengeringan

menggunakan sinar matahari juga tidak direkomendasikan karena akan menimbulkan

aroma yang tidak diinginkan dan mudah terkena kontaminasi oleh bakteri. kemudian

bahan ditumbuk menggunakan alat penumbuk hingga tebentuk serbuk. Paramater yang

diamati adalah warna yang terbentuk baik sebelum maupun sesudah dilakukannya

pengovenan.

Dari hasil pengamatan, didapatkan nilai OD615 dan OD652 antar kelompok berbeda-beda.

Dimana untuk setiap kelompok memiliki nilai OD615 yang lebih besar dibandingkan

dengan nilai OD652. Perbedaan nilai yang didapatkan dipengaruhi oleh konsentrasi dan

tingkat kejernihan suatu larutan. Dimana semakin keruh suatu larutan maka nilai OD

yang didapatkan akan semakin tinggi. Namun jika dilihat dari angka yang didapatkan,

nilai antar kelompok tidak berbeda jauh sehingga tingkat kekeruhannya tidak begitu

berbeda antara satu dengan yang lainnya. Untuk nilai konsentrasi fikosianin yang

didapatkan oleh kelompok D1 hingga D5 secara berturut-turut adalah 0,193, 0,199,

0,185, 0,211 dan 0,136. Dimana nilai konsentrasi ini didapatkan dari perhitungan

menggunakan rumus :

Konsentrasi fikosianin (mg/ml) =

Sedangkan untuk nilai yield yang didapatkan kelompok D1 hingga D5 adalah 1,327,

1,368, 1,272, 1,451 dan 0,935. Hasil ini didapatkan dari rumus:

Dari data yang didapatkan, dapat dilihat bahwa nilai OD615 dan 0652 berbanding lurus

dengan nilai KF dan yield yang diperoleh. Pada praktikum ini juga dilakukan

pengukuran warna, dimana warna yang dihasilkan sesudah dikeringkan menggunakan

oven lebih muda dibandingkan dengan warna sebelum di oven. Dimana menurut

Mishra et al (2008), menyatakan bahwa fikosianin dapat rusak pada suhu tinggi selain

itu juga dapat memudarkan warna fikosianin. Selain itu perubahan warna yang

dihasilkan juga dapat disebabkan oleh penambahan dekstrin ke dalam campuran.

Dimana semakin tinggi dekstrin yang ditambahkan maka dapat memudarkan warna

fikosianin. Hal ini disebabkan karena dekstrin memiliki warna yang putih sehingga

dapat memucatkan hasil (Wiyono, 2007).

4. KESIMPULAN

Spirulina merupakan salah satu mikroalga yang menghasilkan pigmen alami.

Spirulina mengandung pigmen klorofil a karotenoid dan xantofil serta

fikobiliprotein yang terdiri atas fikosianin dan allofikosianin.

Spirulina adalah organisme multiseluler yang memiliki tubuh filamen berwana

hijau-biru, silinder dan tidak bercabang.

Spirulina lebih mudah larut dalam pelarut polar.

Pengadukan bertujuan untuk menghomogenkan pelarut dengan pigmen fikosianin.

Sentrifugasi bertujuan untuk memisahkan padatan dan cairan.

Panjang gelombang maksimal untuk absorbansi fikosianin adalah 615nm hingga

620nm.

Fungsi penambahan dekstrin adalah untuk mempercepat proses pengeringan,

mencegah kerusakan yang disebabkan oleh panas, melapisi komponen flavor yang

dihasilkan, meningkatkan total padatan dan untuk memaksimalkan volume

fikosianin.

suhu yang baik untuk pengeringan sekitar 40-60oC.

Nilai OD berbanding lurus dengan konsentrasi fikosianin dan yield.

Proses pemanasan menyebabkan warna fikosianin lebih muda.

Semarang, 26 Oktober 2015 Asisten Dosen,

Keshia Devina Wijaya Deanna Suntoro13.70.0007 Ferdyanto Juwono

5. DAFTAR PUSTAKA

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

Arief, M. (1987). Ilmu Meracik Obat Berdasar Teori Dan Praktek. Universitas Gajahmada Press.Yogyakarta.

Boussiba, S. and Richmond, A. (1980). c-Phycocianin as a storage protein in the blue-green alga Spirulina plantesis. International Journal of Microbiology 125, 143-147.

Day, R.A. and A.L. Underwood. (1992). Analisa Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.

Mishra, S.K.; Shrivastav, A. and Mishra, S. (2008). Effect of preservatives for food grade C-PC from Spirulina platensis. International Journal of Biochemistry 43:339–345

Gelagutashvili, Eteri & Ketevan Tsakadze. (2013). Efeect of Hg (II) and Pb (II) Ions on C-Phycocianin (Spirulina plantesis). Optics and Photonics Journal 3, 122-127.

Kimball, J.W. (2005). Biologi. Terjemahan oleh: Siti Soetarmi Tjitrosomo & Nawangsari Sugiri. Jakarta: Erlangga.

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

Mohammad, Johan. (2007). Produksi dan Karakteristik Biopigmen Fikosianin dari Spirulina fusiformis serta Aplikasinya Sebagai Pewarna Minuman. Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB. Bogor.

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

Richmond, A. (1988). Spirulina. Di dalam Borowitzka MA dan Borowitzka LJ, editor. Micro-algal biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press.

Rita, A. (1997). Pengaruh Faktor Fisik dan Kimia terhadap Pertumbuhan Sel dan Pembentukan Biopigmen dari bakteri gram negatif. [Skripsi]. Bogor: Program Studi Teknologi Hasil Perikanan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Salama et al. (2015). Maximing phycocyanin extraction from a newly identified Egyptian cyanobacteria strain: Anabaena oryzae SOS13. International food reasearch journal 22 (2):517-525.

Song, W; Zhao. C; and S. Wang. (2013). A large-Scale Preparation Method of High Purity C-Phycocyanin. International Jounal of Biochemistry and Bioinformatics. Vol 3, No.4.

Suparti, W. (2000). Pembuatan Pewarna Bubuk dari Ekstrak Angkak: pengaruh Suhu, Tekanan dan Konsentrasi Dekstrin. Tesis. Program Pascasarjana. Universitas Brawijaaya. Malang.

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

Tietze, H.W. (2004). Spirulina Micro Food Macro Blessing. Ed ke-4. Australia: Harald W. Tietze Publishing. Hal 8-10.

Tri-Panji, Suharyanto, Rakayan, E. dan Hasim. (1995). Penggunaan serum lateks skim sebagai media produksi protein sel tunggal oleh Spirulina platensis. Jurnal Menara Perkebunan 63:114-122.

Vijaya, Velu & Narayanaswarmy Anand. (2009). Blue light enchance the pigment synthesis in Cyanobacterium Aanabaena ambigua Rao. ARPN Journal of Agricultural and Biological Science.

Walter, Alfredo et al. (2011). Study of Phycocianin Production from Spirulina plantesis Under Different Light Spectra. Brazilian archieves biology and technology Vol.54.

Wiyono, R. (2007). Studi Pembuatan Serbuk Effervescent Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb) Kajian Suhu Pengering, Konsentrasi Dekstrin, Konsentrasi Asam Sitrat dan Na-Bikarbonat.

Zhang, Xifeng et al. (2014). Extraction and Separation of Phycocianin from Spirulina using Aqueous two phase system of liquid and salt. Journal of Food and Nutrition Research.

6. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan

Rumus perhitungan :

Konsentrasi Fikosianin / KF (mg/ml) = x

Yield (mg/g) =

Kelompok D1

KF = = 0,193 mg/ml

Yield = = 1,327 mg/g

Kelompok D2

KF = = 0,199 mg/ml

Yield = = 1,368 mg/g

Kelompok D3

KF = = 0,185 mg/ml

Yield = = 1,272 mg/g

Kelompok D4

KF = = 0,211 mg/ml

Yield = = 1,451mg/g

Kelompok D5

KF = = 0,136 mg/ml

Yield = = 0,935 mg/g

6.2. Diagram alir

6.3. Laporan Sementara