Acara IV

FIKOSIANIN : PEWARNA ALAMI

DARI “BLUE GREEN MICROALGAE”

SPIRULINA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

TEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun oleh:

Anastasia Putri Kristiana

13.70.0151

Kelompok C5

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2015

1

1. MATERI METODE

1.1. Alat dan Bahan

1.1.1. Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah centrifuge, stirrer, oven, plate stirrer.

1.1.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah biomassa Spirulina basah atau

kering, aquades, dekstrin.

1.2. Metode

Biomassa Spirulina dimasukkan dalam Erlenmeyer

Dilarutkan dalam aquades (1:10)

Diaduk dengan stirrer ± 2 jam

1

2

Disentrifugasi 5000 rpm 10 menit hingga didapatkan endapan dan supernatan.

Supernatan diencerkan sampai pengenceran 10-2 dan diukur kadar fikosianinnya

pada panjang gelombang 615 nm dan 652 nm.

Dicampur merata dan dituang ke wadah pengeringan

Supernatan diambil 8 ml dan ditambah dekstrin dengan perbandingan 1:1

2

3

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

Didapat adonan kering yang gempal

Dihancurkan dengan penumpuk hingga berbentuk serbuk

Kadar Fikosianin (mg/g) diukur dengan rumus :

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

5,34×

1

10−2

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

𝑔 (𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎)

4

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan fikosianin dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengamatan Fikosianin

Kel.

Berat

biomassa

(g)

Jumlah

aquades

(ml)

Total

Filtrat

(ml)

OD 615 OD 652 KF

(mg/ml) Yield (mg/g)

Warna

Sebelum dioven Sesudah dioven

C1 8 80 56 0,1490 0,0575 2,280 15,960 +++ +

C2 8 80 56 0,1460 0,0594 2,207 15,449 +++ +

C3 8 80 56 0,1437 0,0574 2,181 15,267 +++ +

C4 8 80 56 0,1410 0,0593 2,114 14,798 ++ +

C5 8 80 56 0,1440 0,0588 2,175 15,225 ++ +

Keterangan:

Warna

+ : biru muda

++ : biru

+++ : biru tua

Berdasarkan Tabel di atas dapat diketahui bahwa nilai absorbansi dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm, konsentrasi fikosianin

(KF), dan yield fikosianin pada kelompok C1-C5 berada pada kisaran angka yang hampir sama. OD615 yang terbesar ada pada kelompok

C1, sedangkan yang terendah ada pada kelompok C4. OD652 yang terbesar ada pada kelompok C2, sedangkan yang terendah ada pada

kelompok C3. Konsentrasi fikosianin dan yield yang terbesar ada pada kelompok C1, dan yang terendah ada pada kelompok C4. Perubahan

warna fikosianin kelompok C1-C3 sebelum dan sesudah dioven adalah dari biru tua ke biru muda, sedangkan untuk kelompok C4-C5

perubahan warnanya dari biru ke biru muda.

5

3. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini dilakukan isolasi pewarna alami fikosianin dari Spirulina, yang

merupakan salah satu spesies alga. Tang & Suter (2011) dalam penelitiannya

menyatakan bahwa nama Spirulina berasal dari bentuknya yang terlihat spiral bila

diamati dengan mikroskop. Menurut Sutomo (2005), mikroalga laut berpotensi

menghasilkan senyawa-senyawa aktif antara lain pigmen dan asam lemak yang dapat

dimanfaatkan dalam bidang pangan. Spirulina dapat menghasilkan pigmen fikosianin

yang menghasilkan warna biru dan bersifat larut dalam air dan pelarut polar lainnya

(Spolaore et al., 2006). Berdasarkan teori Richmond (1988), Spirulina sp. adalah

mikroalga yang termasuk kelompok blue green algae. Spirulina memerlukan suhu,

cahaya dan nutrien yang besar untuk pertumbuhannya, sehingga jenis mikroalga ini

banyak tumbuh di daerah tropis. Menurut Belay & Gershwin (2007), suhu optimal

untuk pertumbuhan Spirulina sp. yaitu 35-380C. Menurut Richmond (1988), Spirulina

memiliki tiga jenis pigmen yaitu chlorophyll a sebesar 1,7% dari berat sel, carotenoid

dan xanthophyl sebesar 0,5% dari berat sel, serta phycobiliproteins yang terdiri dari

20% protein seluler dan merupakan pigmen paling dominan pada Spirulina. Jumlah

fikosianin dalam alga biru lebih dari 20% dari berat keringnya. Raja et al. (2008) dalam

Kamble et al. (2013) menambahkan bahwa phycobiliproteins merupakan pigmen yang

berpartisipasi dalam transfer energi pada proses fotosintesis, dan dapat diklasifikasikan

menjadi 3 kelompok, yaitu phycocyanin (biru), phycoerythrin (merah),dan

allophycocyanin (biru kehijauan). Chantal et al. (2008) dalam penelitiannya

menyatakan bahwa phycobiliproteins mempunyai spektrum yang luas untuk absorbsi

dan berhubungan dengan transfer energi protein alga.

Monteiro et al. (2010) menambahkan bahwa kandungan lipid yang sebagian besar

adalah asam lemak tidak jenuh terutama gamma linolenic acid pada Spirulina

menjadikan jenis alga ini dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan. Kumar et al. (2009)

dalam penelitiannya menyatakan bahwa Spirulina mengandung 18 macam asam amino

(glutamin, glisin, histidin, lisin, metionin, kreatin, sistein, fenilalanin, serin, prolin,

triptofan, asparagin, dll.) asam piruvat, dan vitamin (biotin, thiamin, tokoferol,

riboflavin, niasin, asam folat, dll.) Tambahan dari Tang & Suter (2011), Spirulina

6

mengandung protein yang tinggi sebesar 60-70% dari berat keringnya. Borowitzka

(1999) dalam Tang & Suter (2011) menyatakan bahwa Spirulina, Chlorella, dan

Dunaliella memiliki kandungan karotenoid, dimana 50% karotenoid pada Spirulina

adalah betakaroten (provitamin A). Lee (1997), Belay (2002), dan Halidou et al. (2008)

dalam Tang & Suter (2011) juga menambahkan bahwa produk berbasis alga adalah

termasuk produk fungsional yang dapat dimanfaatkan sebagai suplemen makanan,

bahan tambahan makanan, dan obat-obatan. Demikian pula yang diungkapkan oleh

McCarty (2007) dalam Kamble et al. (2013) bahwa Spirulina termasuk Cyanobacterium

yang banyak digunakan sebagai suplemen makanan untuk kesehatan karena kandungan

protein dan vitaminnya yang tinggi.

Fikosianin berperan sebagai penyimpan nitrogen. Berat molekul fikosianin adalah

sekitar 134 kDa, sedangkan ekstrak fikosianin segar pada beberapa spesies blue green

algae mempunyai berat molekul yang lebih besar yaitu sekitar 262 kDa (Richmond

1988). Santiago-Santos et al. (2004) dalam Zhang et al. (2015) menyatakan bahwa

fikosianin adalah kelompok pigmen yang mendominasi phycobiliproteins pada

Spirulina, dan biasa digunakan sebagai pewarna biru alami pada makanan atau

kosmetik. Bhat & Madyastha (2000) dan Reddy et al. (2003) dalam Zhang et al. (2014)

menambahkan bahwa fikosianin dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan, anti inflamasi,

dan aktivitas hepatoprotective. Menurut Boussiba & Richmond (1979) dalam Zhang et

al. (2014), ada beberapa kesulitan dalam melakukan ekstraksi fikosianin, seperti dinding

sel Spirulina yang multilayer, dan adanya kontaminan. Oleh sebab itu, salah satu cara

ekstraksi fikosianin yang dinyatakan oleh Aguilar & Rito-Palomares (2010) dalam

penelitian ini adalah Aqueous two-phase Systems (ATPS) yang memiliki beberapa

kelebihan diantaranya ramah lingkungan, waktunya singkat, hemat energi, dan

biokompatibel karena tiap fase mengandung 70-90% air sehingga tidak mendenaturasi

komponen biomolekul yang akan diekstraksi.

Dekstrin menurut Thompson (2011) merupakan polisakarida dari hidrolisis pati yang

diatur oleh enzim tertentu ataupun dengan bantuan asam. Dekstrin berwarna putih

hingga kuning, mudah larut dalam air, mudah terdispersi, tidak kental, serta lebih stabil

dibandingkan pati (Reynold, 1982).

7

Metode yang dilakukan dalam isolasi fikosianin yaitu sebanyak 8 gram biomassa

Spirulina dimasukkan ke Erlenmeyer kemudian dilarutkan ke dalam 80 ml aquades

(1:10) lalu diaduk dengan stirrer selama ± 2 jam. Hal ini sesuai dengan Richmond

(1988) bahwa Spirulina mudah larut dalam air dan pelarut polar lainnya serta larutan

buffer. Pengadukan yang dilakukan berguna untuk menghomogenkan Spirulina dengan

aquades sehingga ekstraksi fikosianin lebih optimal (Silveira et al., 2007). Setelah itu,

dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 10 menit. Menurut Silveira et

al. (2007), sentrifugasi dilakukan untuk memisahkan padatan sel Spirulina dan

supernatan fikosianin yang telah terekstrak. Supernatan diambil 1 ml dan diencerkan

dengan 9 ml aquades hingga pengenceran 10-2 untuk kemudian diukur absorbansinya

menggunakan spektofotometer dengan panjang gelombang 615 nm dan 652 nm untuk

mengetahui kadar fikosianinnya (Achmadi et al., 2002). Pengenceran dilakukan untuk

mendapatkan larutan yang lebih jernih sehingga konsentrasi larutannya semakin rendah

serta lebih akurat untuk pengukuran nilai absorbansi menggunakan metode

spektrofotometri (Day & Underwood, 1992). Kemudian sebanyak 8 ml supernatan

dicampur dengan 8 gram dekstrin untuk kelompok C1-C3, dan 9 gram dekstrin untuk

kelompok C4-C5 lalu diratakan di atas loyang beralaskan plastik bening untuk

kemudian dikeringkan dalam oven bersuhu 500C hingga kadar airnya ± 7% lalu

ditumbuk hingga menjadi serbuk. Menurut Murtala (1999), penambahan dekstrin

berguna untuk mempercepat pengeringan, mencegah kerusakan akibat panas, melapisi

komponen flavor yang dihasilkan, meningkatkan total padatan, serta memaksimalkan

volume fikosianin yang dihasilkan. Menurut Chandra (2011), pengeringan berfungsi

untuk mengurangi air bebas yang dapat digunakan mikroorganisme untuk merusak

fikosianin. Tambahan dari Metting dan Pyne (1986) bahwa pengeringan yang dilakukan

dengan suhu 500C sesuai dengan karena jika pengeringan fikosianin dilakukan di atas

600C maka akan terjadi degradasi fikosianin dan reaksi Maillard.

Berdasarkan hasil pengamatan, dapat diketahui bahwa nilai absorbansi dengan panjang

gelombang 615 nm dan 652 nm, konsentrasi fikosianin (KF), dan yield pada kelompok

C1-C5 berada pada kisaran angka yang hampir sama. OD615 yang terbesar ada pada

kelompok C1, sedangkan yang terendah ada pada kelompok C4. OD652 yang terbesar

ada pada kelompok C2, sedangkan yang terendah ada pada kelompok C3. Konsentrasi

8

fikosianin (KF) dan yield yang terbesar ada pada kelompok C1, dan yang terendah ada

pada kelompok C4. Seharusnya, nilai OD652 yang terbesar ada pada kelompok C1, dan

nilai OD652 terendah ada pada kelompok C4 karena nilai OD berbanding lurus dengan

KF dan yield. Ketidaksesuaian tersebut dapat terjadi karena pengenceran yang kurang

optimal sehingga larutan masih kurang jernih, sesuai dengan Fox (1991) bahwa

perbedaan nilai OD (optical density) dipengaruhi oleh konsentrasi dan kejernihan

larutan, dimana semakin keruh suatu larutan maka nilai OD nya akan semakin besar.

Menurut Angka & Suhartono (2000), yield sebanding dengan KF, sehingga semakin

tinggi KF maka yield akan semakin tinggi pula. Perubahan warna fikosianin kelompok

C1-C3 sebelum dan sesudah dioven adalah dari biru tua ke biru muda, sedangkan untuk

kelompok C4-C5 perubahan warnanya dari biru ke biru muda. Perubahan warna terjadi

karena adanya penambahan dekstrin (Angka & Suhartono, 2000), dimana ditambahkan

8 gram dekstrin untuk kelompok C1-C3, dan 9 gram dekstrin untuk kelompok C4-C5.

Perubahan warna ini sesuai dengan Wiyono (2007) bahwa semakin tinggi konsentrasi

dekstrin yang ditambahkan akan menyebabkan bubuk fikosianin mengalami pemudaran

warna yang lebih lebih muda dan pucat.

9

4. KESIMPULAN

Spirulina adalah golongan blue green algae yang menjadi sumber isolasi pigmen

fikosianin.

Spirulina tinggi kandungan protein dan vitaminnya.

Spirulina dapat tumbuh optimal pada suhu 35-380C dengan cahaya dan nutrien yang

cukup.

Fikosianin adalah pigmen dominan dari Spirulina sebesar 20% dari berat keringnya

dan larut dalam pelarut polar.

Fikosianin menghasilkan warna biru.

Fikosianin dapat digunakan sebagai pewarna alami, antioksidan, dan anti inflamasi.

Produk berbasis alga Spirulina sp. dapat dimanfaatkan sebagai pangan fungsional,

suplemen makanan dan obat-obatan.

Penambahan dekstrin berfungsi untuk mempercepat pengeringan, mencegah

kerusakan akibat pemanasan, melapisi komponen flavor, meningkatkan total

padatan, dan memaksimalkan volume ekstrak fikosianin.

Semakin keruh larutan, maka nilai OD juga semakin tinggi.

OD berbanding lurus dengan konsentrasi fikosianin (KF) dan yield. Semakin tinggi

nilai OD, maka KF dan yield akan semakin besar pula.

Perubahan warna fikosianin setelah pengeringan disebabkan karena adanya

penambahan dekstrin.

Semakin tinggi konsentrasi dekstrin yang ditambahkan, semakin pucat warna

fikosianin yang dihasilkan.

Semarang, 17 Oktober 2015

Praktikan, Asisten Dosen:

- Deanna Suntoro

- Ferdyanto Juwono

Anastasia Putri Kristiana

13.70.0151

10

5. DAFTAR PUSAKA

Achmadi SS, Jayadi, Tri-Panji.(2002). Produksi pigmen oleh Spirulina platensis yang

ditumbuhkan pada media limbah lateks pekat.Hayati. 9(3):80-84.

Aguilar, O., & Rito-Palomares, M. (2010). Aqueous two‐phase systems strategies for

the recovery and characterization of biological products from plants. Journal of

the Science of Food and Agriculture, 90 (9), 1385-1392.

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

IPB.

Belay A. The potential application of spirulina (arthrospira) as a nutritional and

therapeutic supplement in health management. J Am Nutriceutical Association

2002; 5: 27-48.

Belay, Amha and M. E. Gershwin. (2007). Spirulina in Human Nutrition and Health.

CRC Press.

Borowitzka MA. Commercial production of microalgae:ponds, tanks, tubes, and

fermenters. J Biotech 1999; 70:313-21.

Boussiba, S., & Richmond,A.E. (1979). Isolation and characterization of phycocyanins

from the blue-green alga Spirulina platensis. Archives of Microbiology, 120, 155-

159.

Chandra, Budi Atrika. (2011). Karakteristik Pigmen Fikosianin dari Spirulina fusiformis

yang Dikeringkan dan Diamobilisasi [skripsi]. Departemen Teknologi Hasil

Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB. Bogor.

Chantal D van der Weij-De Wit., Alexander B. Doust, Ivo H.M. van Stokkum, Jan P.

Dekker. (2008). Phycocyanin Sensitizes both Photosystem I and Photosystem II in

Cryophyte Chroomonas CCMP270 Cells. Biophysical Journal Vol. 94, March

2009, pp.2423-2433.

Day, R.A. dan Underwood. (1992). Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.

Halidou DM, Degbey H, Daouda H, Leveque A, Donnen P, Hennart P, et al. The effect

of spiruline during nutritional rehabilitation: systematic review. Rev. Epidemiol

Sante Publique 2008; 56: 425-31. [Article in French] Source: Pédiatrie A, hôpital

National de Niamey, BP 238, Niamey, Niger.

11

Kamble, Suresh P., Rajendra B. Gaikar, Rimal B., Padalia and Keshav D. Shinde.

(2013). Extraction and Purification of C-phycocyanin from dry Spirulina Powder

nd Evaluating Its Antioxidant, Anticoagulant and Prevention of DNA Damage

Activity. Journal of Applied Pharmaceutical Science Vol.3 (08), pp.149-153,

August 2013.

Kumar, Venkatesh, Dhiraj Kumar, Ashutosh kumar and S. Dhami. (2009). Effect of

Blue Green Microalgae (SPirulina) on Cocoon Quantitative Parameters of

Silkworm (Bombyx mori L.) ARPN Journal of Agricultural and Biological Science

Vol. 4 No. 3, May, 2009.

Lee Y-K. Commercial production of microalgae in the Asia- Pacific rim. J Applied

Phycology 1997; 9: 403-11.

M.C. Reddy, J. Subliashini, S.V.K. Mahipal, V.B. Bhat, P.S. Reddy, G. Kiranmai, K.M.

Madyastha, P. Reddanna, C-Phycocyanin, a selective cyclooxygenase-2 inhibitor,

induces apoptosis in lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages,

Biochem. Biophys. Res. Commun. 304 (2003) 385-392.

M.C.Santiago-Santos,T. Ponce-Noyola, R.Olvera-Ramirez, J.Ortega-Lopez, R.O.

Canizares-Villanueva. (2004). Extraction and purification of phycocyanin from

Calothrix sp, Process Biochem. 39, 2047-2052.

McCarty MF. Clinical potential of Spirulina as a source of phycocyanobilin. (2007). J

Med Food. 10(4):566-70.

Metting B dan Pyne JW. (1986). Biologically Active Compounds from Microalga.

Journal of Enzyme Microb. Tech. Vol. 8. Butterworth and Co Publish.

Monteiro, M.P.; Rosa H.L.; and Theresinha M.A. (2010).Effect of Three Different

Types of Culture Conditions on Spirulina maxima Growth. Vol.53, n. 2: pp. 369-

373.

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.

Raja R., Hemaiswarya S, Ashok Kumar N, Sridhar S and Rengasamy RA. Perspective

on the Biotechnological Potential of Microalgae. (2008). Critical Reviews in

Microbiology 34(2): 77–88

Richmond A. (1988). Spirulina. Di dalam Borowitzka MA dan Borowitzka LJ,

editor.Micro-algal biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press.

12

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

Bioresour.Technol.,98, 1629.

Spolaroe P, Joanis CC, Duran E, Isambert A. (2006). Comercial Application of

Microalgae Review.J Biosci and Bioeng. 101 (2): 87-96.

Sutomo. (2005). Kultur Tiga Jenis Mikroalga (Tetraselmis sp., Chlorella sp.dan

Chaetoceros gracilis) dan Pengaruh Kepadatan Awal Terhadap Pertumbuhan C.

Gracilis di Laboratorium. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia. No. 37 :43-58.

Pusat Penelitian Oseanografi.

Tang, Guangwen and paolo M. Suter. (2011). Vitamin A, Nutrition, and Health Values

of Algae : Spirulina, Chlorella, and Dunaliella. Journal of Pharmacy and Nutrition

Sciences, 2011,1,111-118.

Thompson, Caroline. (2011). What Is Wheat Dextrin?

V.B. Bhat, K.M. Madyastha, C-Phycocyanin: a potent peroxyl radical scavenger in vivo

and in vitro, Biochem. Biophys. Res. Commun. 275 (2000) 20-25.

Wiyono, R. (2007). Studi Pembuatan Serbuk Effervescent Temulawak (Curcuma

xanthorrhiza Roxb) Kajian Suhu Pengering, Konsentrasi Dekstrin, Konsentrasi

Asam Sitrat dan Na-Bikarbonat.

Zhang, Xifeng, Fenqin Zhang, Guanghong Luo, Shenghui Yang, Danxia Wang. (2015).

Extraction and Separation of Phycocyanin from Spirulina using Aqueous Two-

Phase Systems of Ionic Liquid and Salt. Journal of Food and Nutrition Research,

2015 Vol 3 No. 1, 15-19.

13

6. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan

Rumus :

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

5,34 x

1

10−2

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

g (berat biomassa)

Kelompok C1

KF = 0,1490 – 0,474 (0,0575)

5,34 x

1

10−2 = 2,280 mg/ml

Yield = 2,280×56

8 = 15,960 mg/g

Kelompok C2

KF = 0,1460 – 0,474 (0,0594)

5,34 x

1

10−2 = 2,207 mg/ml

Yield = 2,207×56

8 = 15,449 mg/g

Kelompok C3

KF = 0,1437 – 0,474 (0,0574)

5,34 x

1

10−2 = 2,181 mg/ml

Yield = 2,181×56

8 = 15,267 mg/g

Kelompok C4

KF = 0,1410 – 0,474 (0,0593)

5,34 x

1

10−2 = 2,114 mg/ml

Yield = 2,114×56

8 = 14,798 mg/g

14

Kelompok C5

KF = 0,1440 – 0,474 (0,0588)

5,34 x

1

10−2 = 2,175 mg/ml

Yield = 2,175 × 56

8 = 15,225 mg/g

6.2. Laporan Sementara

6.3. Diagram Alir

6.4. Abstrak Jurnal