MICROENCAPSULATION OF RED PALM OIL USING SPIRULINA (ARTHROSPIRA PLATENSIS) PROTEIN–CARRAGEENAN CONJUGATE AS WALL MATERIAL

Ayu Aprilia, Dr. Arima Diah Setiowati, S. T.P., M. Sc ; Prof. Dr. Ir. Chusnul Hidayat

2025 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Spirulina (Arthrospira platensis) merupakan mikroalga yang kaya akan protein, vitamin, dan senyawa antioksidan. Untuk memanfaatkan keunggulan tersebut, biomassa spirulina diekstraksi dan dimodifikasi lebih lanjut untuk meningkatkan kelarutan dan fungsinya menggunakan metode UAE. Hasil ekstraksi ini akan menghasilkan Spirulina Protein Concentrate (SPC) yang dapat digunakan sebagai emulsifier. Untuk meningkatkan performanya dari SPC, dilakukan modifikasi melalui reaksi Maillard dengan karagenan, yang menghasilkan konjugat protein spirulina–karagenan (SPC–karagenan) dengan sifat fungsional yang lebih baik, seperti kelarutan, stabilitas, dan aktivitas emulsifikasi. Konjugat ini berpotensi digunakan sebagai bahan penyalut bioaktif, khususnya untuk aplikasi mikroenkapsulasi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan rasio optimal antara minyak sawit merah (RPO) dan konjugat sebagai bahan penyalut, mengevaluasi pengaruh jenis bahan penyalut (konjugat vs. simple mixed), serta menganalisis kinetika degradasi karotenoid selama penyimpanan pada suhu 30, 40, dan 50?°C. Hasil menunjukkan bahwa rasio minyak terhadap bahan penyalut 1:3 menghasilkan efisiensi enkapsulasi (EE) tertinggi sebesar 72,13%. Mikrokapsul dengan bahan penyalut konjugat memiliki kadar air lebih rendah, stabilitas termal lebih tinggi (ditunjukkan oleh nilai ?H yang tinggi) dibandingkan mikrokapsul simple mixed (MSM). Analisis SEM menunjukkan morfologi tidak beraturan dengan permukaan cekung. Selama penyimpanan 42 hari, kadar karotenoid, aktivitas antioksidan, dan kadar air mengalami penurunan, terutama pada suhu tinggi. Namun, mikrokapsul berbahan konjugat (MCJ) menunjukkan stabilitas lebih baik. Degradasi karotenoid mengikuti model orde nol, dengan waktu paruh terpanjang sebesar 83,32 hari pada suhu 30?°C dan 44,40 hari pada suhu 50?°C. Temuan ini menegaskan bahwa konjugat SPC–karagenan merupakan bahan penyalut yang efektif dan stabil dalam mempertahankan senyawa lipofilik seperti karotenoid, serta berpotensi diterapkan dalam sistem pangan fungsional.

Spirulina (Arthrospira platensis) is a microalga rich in proteins, vitamins, and antioxidant compounds. To harness these benefits, spirulina biomass was extracted and further modified to improve its solubility and functionality using the ultrasound-assisted extraction (UAE) method. This extraction yielded Spirulina Protein Concentrate (SPC), which can serve as an emulsifier. To enhance the performance of SPC, a Maillard reaction with carrageenan was carried out, producing spirulina protein–carrageenan conjugates (SPC–carrageenan) with improved functional properties, such as solubility, stability, and emulsifying activity. These conjugates have potential as coating materials for bioactive compounds, particularly in microencapsulation applications. This study aimed to determine the optimal ratio between red palm oil (RPO) and the conjugates as wall materials, evaluate the effect of wall material type (conjugate vs. simple mixture), and analyze carotenoid degradation kinetics during storage at 30, 40, and 50 °C. Results showed that an oil-to-wall material ratio of 1:3 produced the highest encapsulation efficiency (EE) of 72.13%. Microcapsules prepared with conjugate wall material exhibited lower moisture content and higher thermal stability (as indicated by higher ?H values) compared to those made with a simple mixture (MSM). SEM analysis revealed irregular morphology with concave surfaces. During 42 days of storage, carotenoid content, antioxidant activity, and moisture content decreased, particularly at higher temperatures. However, conjugate-based microcapsules (MCJ) demonstrated better stability. Carotenoid degradation followed a zero-order kinetic model, with the longest half-life of 83.32 days at 30 °C and 44.40 days at 50 °C. These findings highlight SPC–carrageenan conjugates as effective and stable wall materials for protecting lipophilic compounds such as carotenoids, with promising applications in functional food systems.

Kata Kunci : Protein spirulina, karagenan, konjugasi, mikroenkapsulasi, minyak sawit merah, stabilitas karotenoid, kinetika orde nol