TINJAUAN PUSTAKA. kokus atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 40, pada umumnya

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Bakteri Asam Laktat Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri gram positif berbentuk kokus atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 40, pada umumnya tidak motil, bersifat anaerob, katalase negatif dan oksidase positif, dengan asam laktat sebagai produk utama fermentasi karbohidrat. Bakteri asam laktat memiliki beberapa sifat khusus, antara lain; mampu tumbuh pada kadar gula, alkohol, dan garam yang tinggi, mampu memfermentasikan monosakarida dan disakarida (Syahrurahman, 2007 dalam Nasution, 2012). BAL berpotensi memberikan dampak positif bagi kesehatan dan nutrisi manusia, beberapa di antaranya adalah meningkatkan nilai nutrisi makanan, mengontrol infeksi pada usus, meningkatkan digesti (pencernaan) laktosa, mengendalikan beberapa tipe kanker, dan mengendalikan tingkat serum kolesterol dalam darah. Sebagian keuntungan tersebut merupakan hasil dari pertumbuhan dan aksi bakteri selama pengolahan makanan, sedangkan sebagian lainnya hasil dari pertumbuhan beberapa BAL di dalam saluran usus saat mencerna makanan yang mengandung BAL sendiri. Bakteri asam laktat dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain dengan memproduksi protein yang disebut bakteriosin (Rustan, 2013). BAL dibagi menjadi dua berdasarkan kemampuannya untuk memfermentasi glukosa dalam kondisi standar, yaitu homofermentatif dan heterofermentatif. BAL homofermetatif akan mengubah gula menjadi asam laktat, sedangkan BAL 6

2 7 heterofermentatif akan memproduksi tidak hanya asam laktat, namun juga asam asetil, etanol, dan karbondioksida (Halasz, 2014). Kedua jenis bakteri tersebut dibedakan melalui uji fermentasi. Apabila bakteri asam laktat yang diuji menghasilkan gas yang tertampung dalam tabung durham, bakteri tersebut dinyatakan sebagai heterofermentatif sedangkan isolat yang tidak menghasilkan atau memproduksi gas disebut homofermentatif (Suryani, 2008 dalam Nasution, 2012). Identifikasi bakteri asam laktat dilakukan dengan pengamatan morfologi, fisiologi dan uji biokimia. Pengamatan morfologi dilakukan dengan uji pewarnaan gram dan pengamatan dengan mikroskop. Bakteri asam laktat merupakan bakteri gram positif yang menghasilkan warna ungu ketika dilakukan uji pewarnaan gram. Menurut Irianto, 2010 dalam Rustan (2013), warna ungu tersebut terjadi karena dinding sel bakteri mengikat cat kristal violet (Gram A) yang diperkuat oleh iodine (Gram B), dan kristal violet tidak akan hilang pada waktu diberi cat peluntur (Gram C) sehingga tidak terpengaruh pada saat diberi cat penutup (Gram D) yang berwarna cerah. Hasil pewarnaan ini dapat digunakan untuk mengamati bentuk bakteri dengan mikroskop. Menurut Hestiningtyas (2008), bentuk morfologi sel BAL diteliti dengan mikroskop dan terdapat dalam bentuk batang ataupun bulat. Uji fisiologi mencakup kemampuan untuk memfermentasi karbohidrat, kemampuan untuk tumbuh dalam medium tertentu, reduksi unsur tertentu dan pembentukan pigmen. Uji biokimia dilakukan untuk menentukan aktivitas kimia bakteri dan identitas bakteri (Nasution, 2012). Uji yang disebutkan diatas merupakan identifikasi konvensional yang dilakukan sebagai pendahuluan sebelum identifikasi molekuler. Identifikasi molekuler digunakan untuk mengetahui kesamaan DNA antar

3 8 organisme. Berbagai uji yang dilakukan merupakan faktor penentu dalam identifikasi suatu bakteri. BAL merupakan bakteri yang mampu memberikan efek menguntungkan bagi manusia, sehingga bisa diaplikasikan sebagai probiotik. Lactobacillus, Enterococcus, Bacteroides, dan Enterobacteriaceae merupakan bakteri utama yang terdapat diusus manusia (Evanikastri, 2008 dalam Sundari, 2014). BAL dari kelompok Lactobacillus dan Bifidobacterium telah digunakan sebagai probiotik dalam produk pangan. Beberapa BAL yang digunakan sebagai probiotik antara lain L. acidophilus, L. amylovorus, L. casei, L. crispatus, L. delbrueckii, L. gallinarum, L.gasseri, L. Johnsonii, L. paracasei, L. plantarum, L. reuteri, dan L. rhamnosus (Holzapfel et al., 2005 dalam Sundari, 2014) Probiotik Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang jika diberikan dalam jumlah yang cukup akan memberikan efek menguntungkan bagi kesehatan organisme inangnya (Corcionivoschi et al., 2010). Untuk dapat dikategorikan sebagai probiotik, mikroorganisme harus memenuhi beberapa persyaratan yang berkaitan dengan keamanan, efek fungsional dan teknologi pengolahan (FAO/WHO, 2002). Dari segi keamanan, mikroorganisme probiotik harus bersifat non patogen, tidak menurunkan gen anti antibiotik, dan mampu mempertahankan kestabilan genetis. Untuk dapat dikatakan sebagai komponen pangan fungsional, mikroorganisme probiotik harus dapat menunjukkan beberapa kemampuan, antara lain; kestabilan terhadap asam empedu, tahan terhadap enzim pencernaan, adhesi pada permukaan

4 9 usus, bersifat antagonis melawan patogen, aktivitas antikarsinogenik dan antimutagenik, efek menurunkan kolesterol, stimulasi sistem imun tanpa efek berlebihan, peningkatan ketahanan saluran pencernaan, memperbaiki mukosa, meningkatkan ketersediaan dan produksi vitamin serta enzim (Ouwehand et al., 1999). Manfaat probiotik bagi kesehatan tubuh dapat melalui tiga mekanisme fungsi: (1) fungsi protektif, yaitu kemampuan untuk menghambat patogen dalam saluran pencernaan. Terbentuknya kolonisasi probiotik dalam saluran pencernaan mengakibatkan kompetisi nutrisi dan lokasi adhesi (penempelan) antara probiotik dan bakteri lain, khususnya patogen. Pertumbuhan probiotik juga akan menghasilkan berbagai kompenen anti bakteri (asam organik, hidrogen peroksida, dan bakteriosin yang mampu menekan pertumbuhan patogen) (Collado et al., 2009); (2) fungsi sistem imun tubuh, yaitu dengan peningkatan sistem imun tubuh melalui kemampuan probiotik untuk menginduksi pembentukan IgA, aktivitas makrofage, modulasi profil sitokin, serta menginduksi hyporesponsiveness terhadap antigen yang berasal dari pangan; (3) fungsi metabolit probiotik yaitu metabolit yang dihasilkan oleh probiotik, termasuk kemampuan probiotik mendegradasi laktosa di dalam produk susu terfermentasi sehingga dapat dimanfaatkan oleh penderita lactose intolerance (Rahayu, 2008). Adapun efek probiotik dan mekanismenya dalam tubuh disajikan dalam Tabel 1. Tabel 1. Efek Probiotik dan Mekanismenya dalam Tubuh Manfaat Fungsi Mekanisme Membantu pencernaan Irritable bowel syndrome, mengurangi gejala saluran cerna (konstipasi, diare non patogenik) Perubahan populasi atau aktivitas dari mikroflora usus

5 10 Tabel 1. Lanjutan Manfaat Fungsi Mekanisme Membantu Intoleran terhadap laktosa Pemindahan mikroba pencernaan laktase ke usus halus Sebagai pertahanan tubuh Kariogenik Perubahan populasi, aktivitas mikroflora oral atau yang menempel pada gigi Alergi (eksema, atopik, alergi Translokasi, efek barrier terhadap susu, rematik artritis) Karsinogenik, mutagenik tumor Penyerapan mutagen, merangsang sistem imun, penghambatan produksi karsinogen oleh mikroflora usus Diare karena penggunaan antibiotik, diare yang disebabkan oleh Rotavirus, Kolitis yang disebabkan oleh C.difficile, diare nosokominal Peradangan usus, Kolitis ulserasi, penyakit Crohn s Pertumbuhan bakteri usus yang berlebihan Imunomodulasi (status imun, respon vaksin) Kompetisi pengeluaran, translokasi/ efek barrier, meningkatkan respon imun Penurunan regulasi sistem imun Aktivitas antimikroba, pengeluaran kompetitor Interaksi dengan sel imun untuk meningkatkan aktivitas pagositosis dari sel darah putih, meningkatkan IgA setelah kontak dengan antigen. Meningkatkan proliferas lekosit intra epitel, regulasi Th1/Th2, induksi sitosis sitokin Vaginosis, infeksi saluran kemih Aktivitas antipatogenik, pengeluran kompetisis Menurunkan kolesterol darah Dekonjugasi garam empedu

6 11 Tabel 1. Lanjutan Manfaat Fungsi Mekanisme Manfaat lainnya Manfaat lainnya Endotoksemia dengan sirosis Penghambatan produksi endotoksin oleh mikroflora usus Hipertensi Unsur seluler/peptida dari aktivitas fermentasi sebagai penghambat ACE (Angiotensin Converting Enyzme) Batu ginjal Perubahan pencernaan yang mempengaruhi pemecahan oksalat Sumber: Toma dan Pokrotineks (2006), Puryana (2011) Teknologi pengolahan memegang peranan penting dalam produksi probiotik (Saarela et al., 2000). Probiotik harus memiliki karakteristik sensori yang baik, aktivitas fermentasi, ketahanan selama proses freeze maupun spray drying, pertumbuhan dan viabilitas dalam produk pangan, ketahanan terhadap patogen serta stabilitas tinggi selama penyimpanan (Grajek, 2005). Keamanan dan kemanjuran probiotik sangat ditentukan oleh karakter dan jumlah bakteri yang digunakan. Oleh karena itu, dalam menilai keamanan dan kemanjuran suatu produk probiotik beberapa faktor harus diperhatikan diantaranya sifat-sifat bakteri yang akan digunakan seperti kemampuan bakteri terus hidup (viability) selama proses produksi, ketika bakteri berada dalam produk (carrier), ketika berada dalam saluran pencernaan dan ketika dalam penyimpanan karena bakteri mudah mengalami degradasi oleh panas, cahaya, kelembapan, dan oksigen (Tensiska, 2008). Jumlah minimal strain probiotik yang ada dalam produk makanan adalah sebesar 10 6 cfu/g atau jumlah strain probiotik yang harus dikonsumsi setiap hari sekitar

7 cfu/g, dengan tujuan untuk mengimbangi kemungkinan penurunan jumlah bakteri probiotik pada saat berada pada jalur pencernaan (Shah, 2007) Lactobacillus rhamnosus SKG 34 Lactobacillus rhamnosus SKG 34 merupakan bakteri asam laktat yang diisolasi dari susu kuda Sumbawa. Lactobacillus rhamnosus SKG 34 merupakan kandidat probiotik lokal Indonesia yang sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai probiotik (Sujaya et al., 2008a). Penelitian Sujaya et al (2008b), menunjukkan bahwa Lactobacillus rhamnosus SKG 34 memiliki bentuk batang kurus dengan sel yang panjang, tidak membentuk gas dari glukosa (homofermentatif Lactobacilli), dan bersifat amidon positif (mampu memfermentasi maltosa dan amidon). Kelebihan bakteri ini terletak pada ketahanannya pada kondisi pencernaan in vitro. Uji in vitro L. rhamnosus SKG 34 mampu melewati simulasi kondisi lambung dengan ph 3 dan 4, tidak mengubah asam kolat primer (kolat) menjadi asam kolat sekunder (deoksikolat), serta dapat menghidrolisis garam empedu (Sujaya et al., 2008a). Kemampuan hidrolisis garam empedu disebabkan oleh enzyme bile salt hydrolase dan berpotensi menurunkan kolesterol darah. Penelitian Puryana (2011), menunjukkan bahwa pemberian L. rhamnosus SKG 34 sebanyak 10 8 sel/ hari selama 3 (tiga) minggu berpengaruh terhadap kadar kolesterol serum darah tikus putih (R. norvegicus), dimana terjadi penurunan kadar kolesterol serum darah yang signifikan sebesar 28,5%. Disamping itu, Lactobacillus sp. isolat susu kuda Sumbawa

8 13 mempunyai kemampuan yang baik untuk melekat (adhesi) pada sel enterosit (Suryadarma, 2007 dalam Nocianitri, 2013). Penelitian Pratiwi (2013) menunjukkan bahwa konsumsi bio-yoghurt L. rhamnosus SKG 34 sebanyak 100 gr/hari (±10 11 ) selama 21 hari berindikasi dapat menurunkan kadal kolesterol total, trigliserida, dan LDL pada subjek yang tinggi kolesterol total, trigliserida, dan LDL. Pada subjek normal, konsumsi bio-yoghurt L. rhamnosus SKG 34 dapat menjaga kadar kolesterol, trigliserida, dan LDL dalam darah tetap normal. Bio-yoghurt L. rhamnosus SKG 34 mampu meningkatkan kadar HDL di dalam darah sehingga menurunkan resiko timbulnya berbagai penyakit yang timbul akibat kolesterol tinggi Mikroenkapsulasi Mikroenkapsulasi adalah teknologi untuk menyalut atau melapisi suatu zat inti dengan suatu lapisan dinding polimer, sehingga menjadi partikel partikel kecil berukuran mikro (Istiyani, 2008). Sebuah mikrokapsul tersusun atas core (zat inti) dan coating material (zat penyalut/enkapsulan). Core didefinisikan sebagai material spesifik yang akan disalut, dapat berupa cairan maupun padatan. Coating material atau zat penyalut/enkapsulan harus memiliki kemampuan untuk membentuk lapisan yang kohesif dengan core, memiliki kesesuaian dan bersifat non reaktif terhadap core, serta memiliki karakteristik coating yang diharapkan, seperti; kekuatan, fleksibilitas, impermeabilitas, dan stabilitas (Umer et al., 2011). Tujuan mikroenkapsulasi adalah stabilitas bahan inti, mengontrol pelepasan bahan inti baik kecepatan maupun kondisi pelepasannya, melindungi komponen bahan

9 14 pangan yang sensitif, mengurangi kehilangan nutrisi, menambah komponen bahan pangan tertentu pada bahan pangan lain dan mengubah bahan pangan bentuk cair ke bentuk padat yang lebih mudah ditangani (Sukmawati, 2010). Berdasarkan morfologinya, mikrokapsul dibagi menjadi tiga, yaitu mononuklear, polynuklear, dan matriks. Pada mononuklear, core dikelilingi cangkang penyalut. Mikrokapsul polynuklear memiliki banyak core dalam sebuah cangkang penyalut. Tipe matriks memiliki banyak core yang tersebar homogen dalam sebuah cangkang penyalut (Sri et al., 2012). Adapun mikrokapsul berdasarkan morfologinya ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1. Mikrokapsul berdasarkan Morfologinya (Sri et al., 2012) Menurut Istiyani (2008) metode mikroenkapsulasi akan memberikan beberapa keuntungan, antara lain; (1) zat inti terlindungi akibat adanya enkapsulan, (2) mencegah perubahan warna, bau, dan menjaga stabilitas zat inti yang akan dipertahankan dalam jangka waktu lama, (3) memungkinkan terjadinya pencampuran zat inti dengan komponen lain. Proses penyalutan bahan inti oleh enkapsulan yang kurang sempurna akan mempengaruhi pelepasan zat inti dari mikrokapsul.

10 15 Proses enkapsulasi probiotik umumnya berlangsung dalam dua tahap, yaitu enkapsulasi probiotik dalam larutan enkapsulan dan pengeringan larutan enkapsulan sehingga diperoleh sel terenkapsulasi dalam bentuk dalam bentuk granula atau bubuk (Mortazavian et al., 2007). Beberapa metode yang dapat digunakan untuk enkapsulasi probiotik dalam larutan enkapsulan, antaralain; atomisasi, emulsifikasi, dan ekstruksi. Atomisasi dilakukan dengan melarutkan sel probiotik ke dalam polimer matriks enkapsulan. Polimer matriks yang digunakan sebagai enkapsulan umumnya berasal dari gum arab dan golongan pati. Hal tersebut berkaitan dengan kemampuan gum arab dan pati untuk menghasillkan mikropartikel berbentuk bulat selama proses pengeringan (Burgain et al., 2011). Emulsifikasi merupakan metode enkapsulasi bakteri secara kimia dengan menggunakan hidrokoloid (alginat, karagenan, dan pektin) sebagai bahan enkapsulan (Burgain et al., 2011). Metode emulsifikasi berlangsung dalam dua tahap, yaitu pencampuran larutan hidrokoloid dan massa sel ke dalam larutan emulsi serta pengkompakan gel dengan penambahan CaCl2. Emulsi yang digunakan antara lain; minyak sayur, seperti minyak kedelai, minyak bunga matahari, minyak jagung, atau minyak paraffin (Groboillot et al., 1993). Penambahan Tween 80 pada konsentrasi 0,2% dapat meningkatkan kestabilan emulsi melalui mekanisme penurunan tegangan interfasial pada fase air dalam minyak (Scheu dan Marshall, 1993). Penambahan CaCl2 pada emulsi minyak-larutan hidrokoloid dan massa sel akan menghasilkan partikel gel melalui mekanisme cross linking (Solanki et al., 2013). Ekstruksi merupakan salah satu metode tertua dan paling umum digunakan untuk memproduksi kapsul hidrokoloid, dimana dalam prosesnya bahan enkapsulan

11 16 dan sel bakteri disemprotkan melalui nozzle pada tekanan tinggi (Feucht dan Kwak, 2013). Metode ini tidak melibatkan larutan yang bersifat merusak, dan dapat dilakukan dalam kondisi aerobik maupun anaerobik. Namun, metode ini sulit dilakukan dalam skala besar dikarenakan pembentukan mikrokapsulnya yang lambat (Burgain et al., 2011). Proses pengeringan dilakukan setelah proses enkapsulasi dalam larutan enkapsulan. Pengeringan dilakukan agar diperoleh sel terenkapsulasi dalam bentuk granula. Proses pengeringan dapat dilakukan dengan metode spray drying, freeze drying, dan fluidized bed drying. Menurut Sukmawati (2010) pengeringan beku (freeze drying) adalah metode yang memiliki keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, antara lain: 1. Mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lainnya) 2. Mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil) 3. Meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan). Proses pengeringan beku mengeluarkan air dari bahan melalui fase sublimasi. Bahan yang telah dibekukan akan langsung dikeluarkan airnya melalui pengeringan tanpa mengalami pencairan bahan (Rini, 2004 dalam Sukmawati, 2010). Penurunan viabilitas pada pembuatan sel kering dengan freeze drying berkisar siklus log,

12 17 sedangkan dengan spray drying berkisar antara siklus log (Harmayani et al., 2001). Menurut Istiyani (2008) faktor yang mempengaruhi keberhasilan mikroenkapsulasi, antara lain: sifat fisikokimia bahan inti atau zat aktif, bahan penyalut yang digunakan, tahap proses enkapsulasi (tunggal atau bertingkat), sifat dan dinding mikrokapsul serta kondisi pembuatan (basah atau kering). Mortazivian (2007) menyatakan terdapat beberapa parameter yang dapat digunakan untuk mengevaluasi keberhasilan mikroenkapsulasi probiotik, antara lain; viabilitas sel probiotik, kemampuan pelepasan sel dan kelarutan mikrokapsul, bentuk granula, densitas mikrokapsul, jumlah sel dalam granula, pengaturan pengerasan mikrokapsul, dan penyebaran mikrokapsul dalam produk Enkapsulan Enkapsulan atau bahan penyalut merupakan bahan yang digunakan untuk melapisi zat inti dengan tujuan tertentu seperti; melindungi zat inti dari pengaruh lingkungan, menutupi karakteristik sensori yang tidak diinginkan, meningkatkan stabilitas, dan mengurangi penguapan. Menurut Istiyani (2008), bahan penyalut harus mampu memberikan suatu lapisan tipis yang kohesif dengan bahan inti, dapat bercampur secara kimia, tidak bereaksi dengan inti (bersifat inert), dan mempunyai sifat yang sesuai dengan tujuan penyalutan. Jumlah penyalut yang digunakan antara 1 70%, dan pada umumnya digunakan 3 30% dengan ketebalan dinding penyalut 0,1-60 mikrometer.

13 18 Onwulata et al (2004) dalam Sukmawati (2010) menyatakan bahwa pemilihan enkapsulan merupakan hal kritis karena akan mempengaruhi stabilitas emulsi sebelum pengeringan dan daya simpan setelah pengeringan. Enkapsulan yang ideal memiliki kriteria berikut: mempunyai sifat emulsi dan membentuk lapisan yang baik, memiliki viskositas rendah pada konsentrasi tinggi (<500 cps pada 45% padatan), serta higroskopis rendah (Sukmawati, 2010). Enkapsulan yang umum digunakan untuk enkapsulasi dapat berasal dari golongan karbohidrat maupun protein (Reineccius, 2002 dalam Sunardi, 2009). Wandrey et al (2010), menyatakan bahwa berdasarkan sumbernya enkapsulan dari golongan karbohidrat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu: 1. Enkapsulan karbohidrat dari tanaman, seperti: pati dan turunannya, selulosa dan turunannya, gum arabik, gum karaya, mesquite gum, galaktomanan, dan polisakarida 2. Enkapsulan karbohidrat dari hasil laut, seperti: karagenan dan alginate 3. Enkapsulan karbohidrat dari hewan dan mikroba, seperti: xanthan, gellan, dextran, dan chitosan Maltodekstrin Maltodekstrin didefinisikan sebagai produk hidrolisis pati yang mengandung unit α-d-glukosa yang sebagian besar terikat melalui ikatan 1,4 glikosidik dengan DE kurang dari 20 (Sunardi, 2009). Harga DE (Dextrose Equivalent) hanya memberi gambaran tentang kandungan gula pereduksi. Peningkatan nilai DE akan meningkatkan warna, sifat higroskopis, plastisitas, rasa manis, dan kelarutan (Lubis, 2011). Maltodekstrin dengan DE yang rendah lebih efektif sebagai pengikat lemak

14 19 dibandingkan dengan DE yang tinggi. Nilai DE yang tinggi akan memberikan viskositas yang lebih rendah (Fasikhatun, 2010). Maltodekstrin dapat diperoleh dengan menghidrolisis pati singkong secara parsial dengan enzim α-amilase pada suhu 85 C selama 65 menit (Griffin dan Brooks, 1989). Maltodekstrin merupakan campuran maltosa, maltotriosa, maltotetraosa. Maltodekstrin memiliki rumus kimia [C6H10O5)nH2O]. Adapun struktur kimia maltodekstrin ditunjukkan pada Gambar 2. Maltodekstrin harus memenuhi persyaratan yang ditetapkan yaitu susut pengeringan < 6%, sisa pemijaran < 0,5% dan ph antara 4-7 (Lubis, 2011). Gambar 2. Struktur Maltodekstrin (Lubis, 2011) Maltodekstrin sering digunakan karena memiliki sifat sebagai penyalut yang baik karena kemampuannya dalam membentuk emulsi dan viskositasnya yang rendah (Laohasongkram et al., 2011). Selain itu maltodekstrin mudah ditemukan, mudah dalam penanganan proses, dapat mengalami dispersi yang cepat, memiliki kelarutan tinggi, mampu membentuk matriks dengan kemungkinan pencoklatan rendah, mampu

15 20 menghambat kristalisasi, memiliki daya ikat kuat, dan stabil pada emulsi minyak dalam air. Kemampuan maltodekstrin untuk menghambat reaksi oksidasi menyebabkan mikrokapsul yang dihasilkan memiliki masa simpan lebih panjang dibanding mikrokapsul yang menggunakan gum arab (Gharsalloui et al., 2007). Sulandari (2005) dalam Karinawatie (2008) menyatakan bahwa dekstrin mampu mempertahankan viabilitas BAL yang cukup tinggi yaitu berkisar 7,6 9,3 (log cfu/ml). Maltodekstrin tergolong pati resistan, yaitu pati yang tidak dapat dicerna oleh enzim pankreas dalam saluran pencernan. Pati resistan dapat difermentasi di kolon (Anal dan Singh, 2007). Karateristik tersebut menyebabkan pati memiliki kemampuan pelepasan sel yang baik Karagenan Karagenan merupakan getah rumput laut yang diekstraksi dengan air atau larutan alkali dari spesies tertentu dari kelas Rhodophyceae (Winarno, 1989 dalam Arimbawa, 2010). Karagenan terdiri dari tiga jenis yaitu lamda, kappa, dan iota dimana ketiga jenis ini dibedakan berdasarkan perbedaan ikatan sel, sifat gel dan reaktivitas protein. Lamda dan kappa karagenan dapat diekstrak dari rumput laut jenis Chondrus crispus dan beberapa species Gigartina. Iota karagenan diekstrak dari Eucheuma sp yaitu Eucheuma cottoni dan Eucheuma spinosum yang banyak dibudidayakan (Fatimah, 2012). Karagenan tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia dan tidak memiliki nutrisi yang diperlukan oleh tubuh. Oleh karena itu, karagenan hanya digunakan dalam industri pangan karena fungsi karakteristiknya yang dapat digunakan untuk

16 21 mengendalikan kandungan air dalam bahan pangan utamanya, mengendalikan tekstur, dan menstabilkan makanan (Arimbawa, 2010). Setijawati et al., (2011) menyatakan bahwa karagenan semi murni dapat dimanfaatkan sebagai bahan penyalut dalam proses mikroenkapsulasi karena sifatnya sebagai bahan pembentuk gel dengan karakteristik gel yang keras namun mudah pecah. Menurut Poncomulyo dan Taurino (2006), karagenan memiliki beberapa sifat, antara lain: 1. Dalam air dingin, seluruh garam dari lamda karagenan dapat larut, sedangkan pada kappa dan iota karagenan hanya garam dan natrium yang larut. 2. Lamda karagenan larut dalam air panas (temperature C). Kappa dan iota karagenan larut pada suhu diatas 70 C. 3. Kappa karagenan dapat membentuk gel dengan ion kalium, sedangkan iota karagenan membentuk gel dengan ion kalsium. Lamda karagenan akan membentuk dispersi dan tidak dapat membentuk gel. 4. Semua jenis karagenan stabil pada ph netral dan alkali. Pada ph asam karagenan akan terhidrolisis. Karagenan merupakan bahan enkapsulan yang dapat digunakan untuk melindungi bakteri probiotik secara efektif dari tekanan kondisi lingkungan sehingga dapat digunakan sebagai media imobilisasi sel (Ding dan Shah, 2009; Chibata, 1981). Karagenan memiliki gel dengan kemampuan pemerangkapan sel yang baik, namun penambahan sel harus dilakukan pada suhu C karena pada suhu ruang gel karagenan akan mengeras (Solanki et al., 2011). Penambahan ion monovalen seperti potassium dalam bentuk KCl dapat menstabilkan butiran gel yang terbentuk (Krasaekoopt et al., 2003). Penelitian Audret (2003) dalam Setijawati et al (2011),

17 22 menyebutkan bahwa enkapsulasi probiotik Lactobacillus delbruecki spp. bulgaricus, dan S. thermophilus penggunaan 3% kappa karagenan dengan metode emulsi akan menghasilkan butiran mikrokapsul berukuran 0,5 1 mm Alginat Alginat merupakan polimer yang membentuk koloid hidrofilik yang diekstraksi dengan garam alkali dari bermacam macam jenis alga laut coklat (Phaeophyceae). Rumus molekul natrium alginat adalah (C6H7O6Na)n (Istiyani, 2008). Adapun struktur kimia alginat ditunjukkan pada Gambar 3. Alginat memiliki kemampuan matriks gel disekitar sel bakteri, tidak memiliki efek racun bagi tubuh, murah, mudah digunakan, mudah larut dalam pencernaan dan melepaskan sel (Mortazivian et al., 2007). Gambar 3. Struktur Kimia Alginat (Istiyani, 2008) Larutan alginat akan bereaksi dengan kation-kation divalen dan trivalen untuk membentuk gel. Gel akan terbentuk pada suhu kamar dan gel tersebut akan mencair bila dipanaskan. Gel-gel ini dapat diaplikasikan pada bermacam-macam industri, khususnya kalsium (Ca) yang digunakan sebagai ion divalen. Larutan asam alginat

18 23 dapat membentuk gel yang bersifat lebih lunak daripada gel kalsium alginat. Gel dari asam alginat dapat mencair dalam mulut sehingga dapat diaplikasikan dalam industri makanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat larutan alginat adalah suhu, konsentrasi, dan ukuran polimer (McNelly dan Pettit, 1973 dalam Syafarini, 2009). Keunggulan alginat sebagai enkapsulan probiotik terletak pada kemampuannya memproteksi sel dalam kondisi asam. Penelitian Rayment et al (2009), menunjukkan bahwa alginat memiliki kemampuan untuk bertahan melewati lambung tanpa terdegradasi. Penelititan Purwandhani et al (2007), menunjukkan mikroenkapsulasi L.acidophillus dalam 3% alginat metode emulsi menghasilkan mikrokapsul berukuran µm dengan jumlah sel 1,3x10 10.