DAFTAR LAMPIRAN (Lanjutan)

8 Konsentrasi laktosa pada medium MRSB untuk pertumbuhan Lb.

plantarum strain B123 indigenous untuk memproduksi -galaktosidase 49 9 Nilai pH medium MRSB untuk pertumbuhan Lb.plantarum strain B123

indigenous untuk memproduksi -galaktosidase 50

10 Kurva standar pertumbuhan Lb.plantarum strain B123 indigenous 51 11 Optical density pada pertumbuhan Lb. plantarum strainB123

indigenous 52

12 Produksi -galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123 indigenous 53 13 Hasil pengendapan -galaktosidase dengan ammonium sulfat 54 14 Aktivitas crude enzymeβ-galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123

indigenous pada berbagai pH 55

15 Aktivitas β-galaktosidase hasil dialisis dari Lb. plantarum strain B123

indigenous pada berbagai pH 56

16 Aktivitas crude enzymeβ-galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123

indigenous pada berbagai suhu 57

17 Aktivitas β-galaktosidase hasil dialisis dari Lb. plantarum strain B123

indigenous pada berbagai suhu 58

18 Stabilitas crude enzymeβ-galaktosidase dari Lb. plantarum strainB123

indigenous pada berbagai pH 59

19 Stabilitas crude enzymeβ-galaktosidase dari Lb. plantarum strainB123

indigenous pada berbagai suhu 60

20 Rekapitulasi hasil purifikasi parsial -galaktosidase dari Lb. plantarum

strainB123 indigenous 61

21 Hasil analisis glukosa dari hasil hidrolisis laktosa dengan -galaktosidase

yang diukur dengan kit enzimatik GOD-POD 62

22 Kurva standar laktosa, glukosa dan galaktosa (analisis dengan HPLC) 63 23 Hasil analisis HPLC pada susu UHT berlemak 64 24 Hasil analisis HPLC pada susu UHT rendah lemak 65 25 Rekapitulasi konsentrasi laktosa, glukosa dan galaktosa serta laktosa

terhidrolisis pada susu UHT berlemak 66

26 Rekapitulasi konsentrasi laktosa, glukosa dan galaktosa serta laktosa

terhidrolisis pada susu UHT rendah lemak 67

27 Korelasi pengukuran konsentrasi glukosa pada susu UHT berlemak antara hasil hidrolisis laktosa dengan penambahan -galaktosidase 4.8 U/mL susu yang diukur dengan kit kt enzimatik GOD-POD dengan

HPLC 68

28 Hasil uji sidik ragam untuk jumlah inokulum yang diperlukan bagi

pertumbuhan Lb.plantarum strain B123 indigenous 69 29 Hasil uji sidik ragam untuk konsentrasi laktosa pada medium MRSB

untuk pertumbuhan Lb.plantarum strain B123 indigenous 69 30 Hasil uji sidik ragam untuk nilai pH medium MRSB untuk pertumbuhan

Lb.plantarum strain B123 indigenous 70

32 Hasil uji sidik ragam kurva produksi dalam satuan aktivitas spesifik

(U/mg protein) 72

33 Hasil uji sidik ragam pengendapan dengan ammonium sulfat 73 34 Hasil uji sidik ragam aktivitas crude enzymeβ-galaktosidase pada

berbagai pH 74

35 Hasil uji sidik ragam aktivitas β-galaktosidase hasil dialisis pada

berbagai pH 75

36 Hasil uji sidik ragam aktivitas crude enzymeβ-galaktosidase pada

berbagai suhu 76

37 Hasil uji sidik ragam aktivitas β-galaktosidase hasil dialisis pada

berbagai suhu 77

38 Hasil uji sidik ragam stabilitas crude enzymeβ-galaktosidase pada

berbagai pH 78

39 Hasil uji sidik ragam stabilitas crude enzymeβ-galaktosidase pada

berbagai suhu 79

40 Hasil uji sidik ragam laktosa terhidrolisis pada susu UHT berlemak 80 41 Hasil uji sidik ragam laktosa terhidrolisis pada susu UHT rendah lemak 81 42 Hasil uji sidik ragam hidrolisis laktosa pada susu UHT (berlemak dan

rendah lemak) 82

43 Hasil uji sidik ragam konsentrasi laktosa, glukosa, dan galaktosa pada susu UHT berlemak dengan penambahan β-galaktosidase 4.8 U/mL

susu pada suhu 50°C 83

44 Hasil uji sidik ragam konsentrasi laktosa, glukosa, dan galaktosa pada susu UHT berlemak dengan penambahan β-galaktosidase 7.2 U/mL

susu pada suhu 50°C 85

45 Hasil uji sidik ragam konsentrasi laktosa, glukosa, dan galaktosa pada susu UHTrendah lemak dengan penambahan β-galaktosidase 4.8 U/mL

susu pada suhu 50°C 87

46 Hasil uji sidik ragam konsentrasi laktosa, glukosa, dan galaktosa pada susu UHT rendah lemak dengan penambahan β-galaktosidase 7.2 U/mL

susu pada suhu 50°C 89

47 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT

berlemak dengan konsentrasi enzim 4.8 U/mL 91

48 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT berlemak dengan konsentrasi enzim 4.8 U/mL (waktu hidrolisis 0 jam) 91 49 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT

berlemak dengan konsentrasi enzim 4.8 U/mL (waktu hidrolisis 1 jam) 92 50 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT

berlemak dengan konsentrasi enzim 4.8 U/mL (waktu hidrolisis 3 jam) 92 51 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT

berlemak dengan konsentrasi enzim 4.8 U/mL (waktu hidrolisis 5 jam) 93 52 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT

berlemak dengan konsentrasi enzim 4.8 U/mL (waktu hidrolisis 7 jam) 93 53 Hasil uji korelasi pengukuran kit GOD-POD dan HPLC pada susu UHT

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Susu merupakan salah satu bahan pangan yang mengandung zat gizi lengkap dengan fungsi penting pada metabolisme tubuh. Laktosa merupakan karbohidrat utama pada susu, dengan kandungan rata-rata pada susu cair adalah 4.6% b/b (Walstra et al. 2006). Tidak semua orang dapat mencerna laktosa dalam susu. Laktosa harus dihidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa supaya dapat memberikan manfaat bagi tubuh.

Enzim yang berperan dalam pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa adalah β-galaktosidase (-D-Galactoside galactohydrolase, EC:3.2.1.23). Produksi enzim β-galaktosidase pada setiap individu berbeda-beda. Ketidakmampuan tubuh dalam memproduksi enzim yang akan memecah laktosa ini akan menyebabkan gangguan lactose intolerance. Pada individu yang mampu memproduksi β-galaktosidase, laktosa akan dihidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa dan langsung diserap usus, ini ditandai dengan kondisi feses yang normal. Pada penderita lactose intolerance, laktosa akan langsung menuju ke usus besar sehingga akan menyebabkan dehidrasi, ketidakseimbangan elektrolit dan feses menjadi berair. Seseorang yang menderita lactose intolerance memiliki gejala-gejala seperti kembung, flatulensi, sakit perut dan diare (Montalto et al., 2006).

Kandungan laktosa yang rendah yakni kurang dari 1% b/b (Tuure and Corpela 2004) merupakan salah satu alternatif yang dapat dipilih bagi penderita lactose intolerance. Dalam Jokar dan Karbassi (2011), beberapa pilihan yang disarankan ilmuwan bagi penderita lactose intolerance diantaranya: (1) mengkonsumsi β-galaktosidase secara terpisah selama mengkonsumsi makanan yang mengandung laktosa, (2) mengkonsumsi susu dan produk susu dalam jumlah sedikit, (3) mengkonsumsi makanan/minuman dengan kandungan laktosa yang rendah, dimana laktosa telah dihidrolisis oleh β-galaktosidase, dan (4) mengkonsumsi produk susu yang mengandung bakteri hidup yang mampu memproduksi β-galaktosidase dalam usus konsumen.

Beberapa cara yang dapat digunakan untuk membuat susu rendah laktosa diantaranya adalah dengan ultrafiltrasi, fermentasi dan enzimatis. Teknik ultrafiltrasi telah banyak digunakan dalam pembuatan susu bubuk rendah laktosa. Teknik ini menggunakan membran ultrafiltrasi dengan ukuran pori 3-300 nm untuk memisahkan makromolekul dari larutan. Penggunaan suhu di atas 55C pada teknik ini akan menyebabkan denaturasi protein yang akan menurunkan tingkat kelarutan dari susu (Walstra et al. 2006). Penggunaan teknik fermentasi biasanya akan mengubah cita rasa dari produk susu yang dihasilkan.

Hidrolisis laktosa secara enzimatik merupakan proses bioteknologi yang sangat penting di industri susu, karena beberapa keuntungan diantaranya dapat mengurangi laktosa pada susu untuk penderita lactose intolerance, mencegah kristalisasi laktosa, dan bisa meningkatkan kemanisan produk akhir (Jurado et al. 2002). Penelitian mengenai hidrolisis laktosa secara enzimatis oleh β -galaktosidase pada susu telah dilaporkan diantaranya oleh Jokar dan Karbassi (2011), Katrolia et al. (2011), Erich et al. (2012) dan Matute et al. (2012).

Aplikasi β-galaktosidase pada susu UHT di Indonesia masih rendah atau tidak ada, karena hingga saat ini produk susu UHT (cair) di Indonesia belum tersedia di pasaran, padahal penggunaan enzim tersebut memiliki prospek pemasaran yang baik khususnya di industri susu,

-Galaktosidase dapat dihasilkan oleh bakteri asam laktat (BAL). BAL telah dikenal secara luas sebagai mikroba yang aman, sehingga enzim -galaktosidase yang dihasilkan oleh BAL dapat digunakan secara langsung dalam makanan (Jokar dan Karbassi 2011). Lactobacillus plantarum merupakan salah satu BAL penghasil -galaktosidase, diantaranya telah dilaporkan oleh Fernandez et al. (1999) dan Iqbal et al. (2010). Lactobacillus plantarum strain B123 indigenous yang diisolasi dari produk fermentasi (sayuran) tradisional Indonesia oleh Sulistiani (komunikasi pribadi pada tahun 2013) digunakan pada penelitian ini. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan potensi lokal dalam memberikan nilai tambah pada produk susu cair yakni susu UHT rendah laktosa.

Perumusan Masalah

Potensi -galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123 indigenous dalam menurunkan konsentrasi laktosa pada susu UHT belum pernah diteliti di Indonesia. Dari perumusan masalah tersebut, maka hipotesis dari penelitian ini yaitu: (1) Lactobacillus plantarum strain B123 indigenous dapat menghasilkan enzim -galaktosidase melalui purifikasi parsial dan (2) -Galaktosidase dari Lactobacillus plantarum strain B123 indigenous dapat berpotensi untuk menghidrolisis laktosa secara batch pada susu UHT berlemak (total lemak 3.5% b/v) dan rendah lemak (total lemak 1.0% b/v).

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menentukan kondisi pertumbuhan Lb. plantarum strain B123 indigenous untuk memproduksi β-galaktosidase (2) menentukan kondisi produksi β-galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123 indigenous melalui purifikasi parsial dan (3) menentukan potensi β-galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123 indigenous untuk menghidrolisis laktosa secara batch pada susu UHT berlemak (total lemak 3.5% b/v) dan rendah lemak (total lemak 1.0% b/v).

Manfaat Penelitian

Dalam penelitian ini, -galaktosidase Lb. plantarum strain B123 indigenous dimanfaatkan untuk menurunkan konsentrasi laktosa pada susu UHT sehingga produk susu dapat dikonsumsi oleh penderita lactose intolerance, khususnya di Indonesia.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian mencakup produksi β-galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123 indigenous melalui purifikasi parsial, karakterisasi β -galaktosidase (uji aktivitas dan stabilitas pada berbagai suhu dan pH) dan aplikasinya pada hidrolisis laktosa dalam susu UHT (berlemak dan rendah lemak).

2 TINJAUAN PUSTAKA

Susu

Susu merupakan emulsi lemak dalam air yang mengandung garam-garam mineral, gula dan protein. Komposisi rata-rata dan kisaran normal susu sapi dapat dilihat pada Tabel 1, sedangkan komposisi proksimat (%) pada susu sapi, susu manusia, susu kambing dan susu domba dapat dilihat pada Tabel 2 (Muchtadi et al. 2010).

Tabel 1 Komposisi rata-rata dan kisaran normal susu sapi^a Komposisi Rata-rata Kisaran Normal(%)

Air 87.25 84.00-89.50 Lemak 3.80 2.60-6.00 Protein 3.50 2.80-4.00 Laktosa 4.80 4.50-5.20 Mineral 0.65 0.60-0.80 a

Sumber: Muchtadi et al. (2010)

Berdasarkan definisi SNI No. 3141:2011 tentang susu segar, definisi susu segar adalah cairan yang berasal dari ambing sapi sehat dan bersih, yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar, yang kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah sesuatu apapun dan belum mendapat perlakuan apapun kecuali pendinginan (BSN 2011). Persyaratan mutu susu segar berdasarkan SNI tersebut dapat dilihat pada Lampiran 1.

Berdasarkan food category system dari CAC No. 192 (CAC 1995), susu termasuk ke dalam kategori nomor 01.0 yaitu dairy products and analogue. Kategori mayor yang termasuk ke dalam golongan ini terbagi atas milk and dairy-based drinks (01.1), fermented and renneted milk products (plain) excluding food category 01.1.2 (dairy-based drinks) (01.2), condensed milk and analogues/plain (01.3), cream/plain and the like (01.4), milk powder and cream powder and powder analogues/plain (01.5), cheese and analogues (01.6), dairy-based desserts (e.g., pudding, fruit or flavoured yoghurt) (01.7) dan whey and whey products, excluding whey cheeses (01.8).

Tabel 2 Komposisi proksimat (%b/v) pada susu sapi, susu manusia, susu kambing dan susu domba^a

Komponen Susu sapi Susu manusia Susu kambing Susu domba Protein 3.4 1.0 2.9 5.5 Kasein 2.8 0.4 2.5 4.6 Lemak 3.7 3.8 4.5 7.4 Laktosa 4.6 7.0 4.2 4.8 Mineral 0.7 0.2 0.8 1.0 a Sumber: Muchtadi et al. (2010)

Menurut Walstra et al. (2006), susu secara alami mengandung nutrisi yang lengkap, empat komponen utama dalam susu adalah lemak, protein, karbohidrat dan mineral, perkiraan komposisi susu cair terdapat dalam Tabel 3. Air dalam susu berfungsi sebagai pelarut dan membentuk emulsi. Flavor pada susu sangat ditentukan oleh lemak susu. Lemak susu dalam butir-butir yang amat kecil disebut globula, berada dalam fase disperse. Masing-masing butir lemak dikelilingi oleh selaput protein yang sangat tipis atau serum susu yang terkumpul pada permukaan, akibat absorbsi inilah faktor yang menentukan atau membantu dan mempertahankan kestabilan lemak dalam susu. Protein susu terdiri dari kasein 80%, laktalbumin 18% dan laktoglobulin 0.05-0.07%. Pada Tabel 4 dapat dilihat komposisi kimia beberapa jenis susu dan produk susu cair (Walstra et al. (2006).

Tabel 3 Perkiraan komposisi susu cair^a

Komposisi Kandungan rata-rata dalam susu (% b/b) Kisaran (% b/b) Kandungan rata-rata dalam bahan

kering (% b/b)

Air 87.1 85.3-88.7 -

Padatan tanpa lemak 8.9 7.9-10.0 -

Lemak dalam bahan kering 31 22-38 - Laktosa 4.6 3.8-5.3 36 Lemak 4.0 2.5-5.5 31 Protein^b 3.3 2.3-4.4 25 Kasein 2.6 1.7-3.5 20 Mineral 0.7 0.57-0.83 5.4 Asam organik 0.17 0.12-0.21 1.3 Miscellaneous 0.15 - 1.2 a Walstra et al. (2006) b

Tidak termasuk komponen nitrogen bukan protein

Susu rendah lemak adalah susu dengan kandungan lemak yang rendah. Susu rendah lemak merupakan bagian susu yang tertinggal sesudah krim diambil sebagian atau seluruhnya, mengandung semua zat makanan dari susu, kecuali lemak dan vitamin-vitamin larut lemak (Tamime 2009). Berdasarkan BPOM

5 (2006), susu rendah lemak termasuk ke dalam kategori susu (plain) dan merupakan produk susu cair yang sebagian lemaknya telah dihilangkan, hingga kandungan lemak susunya berkisar antara 1.25-3.00%.

Susu UHT

Berdasarkan SNI No. 01-3959-1999 tentang susu UHT (Ultra High Temperature), definisi susu UHT adalah susu yang diperoleh dengan cara mensterilkan susu minimal pada suhu 135C selama 2 detik, dengan atau tanpa penambahan bahan makanan dan bahan tambahan makanan yang diijinkan, serta dikemas secara aseptik (BSN 1999). Persyaratan mutu dari susu UHT dapat dilihat pada Lampiran 2. Pada Gambar 1 dapat dilihat proses pembuatan susu sterilisasi UHT (direct atau indirect heating) dengan pengemasan aseptik (Walstra et al. 2006).

Gambar 1 Proses pembuatan susu sterilisasi UHT (pemanasan langsung dan tidak langsung dengan pengemasan aseptik (Walstra et al. 2006)

Homogenisasi 20 MPa

6 Tabel 4 Komposisi kimia beberapa jenis susu dan produk susu cair^a

Produk susu Perlakuan panas^b

Fresh Beverage Beverage

Low

fat Whipping Evaporated Whey Buttermilk Yogurt Milk Milk Milk Milk^c Cream Milk (Sweet)^c (Sour)^d (Plain)^e

No LP ST LP HP ST LP HP HP Komposisi (% b/b) - Lemak 4.0 3.5 3.5 0.07 3.5 8.0 0.1 0.4 3.5 - Kasein 2.6 2.6 2.6 2.7 1.7 5.7 trace 2.6 2.5 - Protein 0.7 0.7 0.7 0.7 1.15 1.5 0.8 0.9 0.8 - Laktosa 4.6 4.6 4.6 4.8 3.1 9.5 5.0 3.9 3.7 - Garam (organik dan anorganik) 0.85 0.85 0.85 0.88 0.57 1.85 0.66 0.88 0.85 - Air 87.1 87.5 87.5 90.6 58.4 73.1 93.3 90.2 87.5 Sifat Fisik - pH 6.7 6.7 6.6 6.7 6.7 6.2 6.6 4.6 4.4 - Viskositas (mPa.s) 1.9 1.8 1.9 1.65 8.7 17.0 1.2 100^f 400^f - Densitas (kg.m^-3) 1029 1030 1030 1035 990 1070 1025 1034 1031 - Ukuran globula lemak (mm³) 3.4 0.5 0.3 0.4 4.0 0.3 - - 0.4

Pengujian dilakukan pada suhu ruang

Sumber:Walstra et al. (2006)

LP = low-pasteurized, HP = high-pasteurized, S= sterilized. c Centrifuged. d Undiluted. e Stirred yogurt. f Highly variable.

7 Dalam Britz dan Robinson (2008), UHT merupakan proses termal yang terutama ditujukan untuk sterilisasi komersial dengan reduksi Clostridium botulinum sebanyak 12D. Pada proses ini tidak ada lagi mikroorganisme (sel vegetatif) hidup, akan tetapi masih mungkin terdapat spora bakteri yang setelah proses sterilisasi bersifat dorman. Proses UHT biasanya dilakukan pada suhu 135-150C dan dikombinasikan dengan waktu holding untuk mencapai sterilisasi komersial. Produk yang dihasilkan stabil pada suhu ruang.

Dalam Muchtadi et al. (2010), susu UHT dihasilkan dari proses pemanasan susu sampai 125C selama 15 detik atau 131C selama 0.5 detik. Pemanasan dilakukan di bawah tekanan tinggi untuk menghasilkan perputaran (turbulence) dan mencegah terjadinya pembakaran susu pada lempeng-lempeng alat pemanas. Susu yang dihasilkan dapat dikatakan steril ditambah dengan pengemasan secara aseptik, maka susu dapat disimpan pada suhu kamar sampai beberapa bulan.

Selama proses pemanasan, susu memiliki berbagai sistem reaksi yang kompleks. Reaksi yang terjadi diantaranya reaksi kimia, fisik maupun biokimia. Perubahan komposisi kimia, fisik maupun biokimia dapat mempengaruhi karakteristik susu itu sendiri. Perubahan lainnya dapat berupa penurunan nilai gizi dan bertambahnya biological safety dari susu (Britz dan Robinson 2008).

Susu UHT Rendah Laktosa

Menurut Tuure (2007) definisi susu rendah laktosa yaitu susu dengan kandungan laktosa kurang dari 1%. Hasil studi Guzek et al. (2008) mengenai toleransi susu rendah laktosa dan suplementasi laktase dari Aspergillus oryzae pada penderita lactose intolerance menunjukkan bahwa pada umumnya penderita lactose intolerance memiliki toleransi dalam hal kesehatan yang lebih baik terhadap susu rendah laktosa dibandingkan dengan normal milk dengan suplementasi laktase dari Aspergillus oryzae. Beberapa penelitian mengenai hidrolisis laktosa pada susu cair dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5 Studi hidrolisis laktosa oleh -galaktosidase pada susu cair

Sumber mikroba Konsentrasi enzim (U/mL susu) Laktosa terhidrolisis (%) Suhu, waktu hidrolisis (jam) Referensi Lb. ssp. bulgaricus (CHR Hansen Lb-12)

0.418 78% 52°C, 6 jam ^{Jokar &}

Karbassi (2011)

Thermotoga

maritima ⁴ ^{100 %} ^{80°C, 3 jam Katrolia}₍₂₀₁₁₎ ^{et al}^. Kluyveromyces lactis, GODO-YNL2 (komersial ) 60 99.9% 8°C, 24jam ^Erich^{et al}^. (2012) Kluyveromyces lactis, Lactozym  (komersial) 0.3 > 99% ^{30°C, 30} jam Matute et al. (2012)

Hasil penelitian Jokar dan Karbassi (2011) menunjukkan kemampuan Lb.

ssp. bulgaricus (CHR Hansen Lb-12) dalam menghasilkan -galaktosidase. Bakteri ini merupakan salah satu bakteri yang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap asam dan suhu, karenanya enzim ini dapat diaplikasikan pada suhu tinggi. Aplikasi Crude Enzyme (-galactosidase) Extract (CEE) yang dihasilkan oleh Lactobacillus sp. bulgaricus pada susu UHT menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata dengan kontrol (susu UHT tanpa penambahan enzim -galactosidase) dalam hal sweetness, aftertaste, rasa, dan warna. Jumlah laktosa terhidrolisis setelah penambahan -galaktosidase dari Lb. ssp. bulgaricus (CHR Hansen Lb-12) dengan konsentrasi 0.418 U/mL susu pada suhu 52°C adalah 78% (Tabel 5). Adanya variasi laktosa terhidrolisis yang dipengaruhi oleh sumber mikroba, konsentrasi enzim, suhu dan waktu hidrolisis lainnya dapat dilihat pada Tabel 5.

Enzim -Galaktosidase (-D-Galactoside galactohydrolase, EC:3.2.1.23)

Glycosidase merupakan enzim yang dapat menghidrolisis ikatan glikosidik dalam oligo atau polisakarida dan heteroglikosida. Salah satu enzim yang tergolong Glycosidase adalah -galaktosidase. Enzim -galaktosidase banyak digunakan di industri susu. Enzim ini memberikan keuntungan bagi industri susu, yakni dalam pembuatan lactose free milk dan biosintesis galactooligosaccharide (Karasova et al. 2002).

Dalam Panesar et al. (2010), diungkapkan bahwa enzim -galaktosidase sering dikenal sebagai laktase, yang akan menghidrolisis laktosa menjadi monomer glukosa dan galaktosa. Aplikasi enzim ini sangat potensial dikembangkan di industri pangan. Rendahnya level enzim ini di usus akan menyebabkan lactose intolerance, yang menyebabkan seseorang kesulitan dalam mengkonsumsi susu dan produk olahan susu. Penelitian Shen et al. (2012) menunjukkan bahwa kondisi optimal β-galaktosidase dari K. lactis adalah pH 6,6-7 dan suhu 35-40 C.

Laktosa (o-4-D-galactopyranosyl-(1,4)-glucopyranose) merupakan karbohidrat utama dalam susu. Karbohidrat lainnya yang terdapat dalam jumlah sedikit dalam susu adalah glukosa dan galaktosa. Laktosa merupakan disakarida yang tersusun dari D-glukosa dan D-galaktosa. Grup aldehid dari galaktosa dihubungkan dengan C-4 grup dari glukosa dengan ikatan -glikosidik. Struktur kimia -laktosa dapat dilihat pada Gambar 2 (Walstra et al. 2006). Laktosa dapat dihidrolisis oleh -galaktosidase dalam usus.

Gambar 2 Struktur kimia -laktosa (Walstra et al. 2006) (Galaktosa) (Glukosa)

9 Lactose intolerance yaitu penyakit yang disebabkan oleh rendahnya level -galaktosidase dalam usus. Dalam Panesar et al. (2010) diungkapkan bahwa laktosa memiliki kemanisan dan kelarutan yang relatif rendah. Laktosa juga merupakan gula yang bersifat higroskopis dan memiliki kecenderungan yang kuat untuk menyerap flavor dan bau serta menyebabkan kerusakan pada produk refrigerasi seperti reaksi kristalisasi pada produk susu dan pembentukan tekstur berpasir dan terbentuknya deposit. Kelebihan laktosa dalam usus akan menyebabkan dehidrasi jaringan yang mengakibatkan efek osmotik, dan rendahnya penyerapan kalsium karena rendahnya keasaman, serta terjadinya fermentasi laktosa oleh mikroflora dalam usus yang menyebabkan fermentative diarrhea, kembung, flatulensi, kram dan diare berair.

Bakteri Asam Laktat Penghasil Enzim -Galaktosidase

Bakteri asam laktat (BAL) merupakan bakteri yang bersifat Gram positif, tidak membentuk spora dan dapat berbentuk koki, koko basili atau batang, katalase negatif, non motil atau sedikit motil, mikroaerofilik sampai anaerob, toleran terhadap asam, kemoorganotrofik dan membutuhkan suhu mesofilik. BAL dibagi menjadi beberapa genus diantaranya Streptococcus, Lactococcus, Vagococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Tetragenococcus, Aerococcus, Lactobacillus dan Carnobacterium (Salminen dan von Wright 1993).

Ditinjau dari hasil metabolisme glukosa, BAL terbagi menjadi dua golongan yaitu homofermentatif dan heterofermentatif. BAL homofermentatif memfermentasi glukosa sebagian besar menjadi asam laktat. BAL heterofermentatif memfermentasi glukosa menjadi asam laktat, asam asetat, etanol dan CO2.

Menurut Holt et al. (1994), Lactobacillus sp bersifat katalase negatif, anaerob fakultatif atau mikroaerofilik, berbentuk batang dengan diameter 0.5-1.6 µm. Beberapa spesies Lactobacillus sp dapat digolongkan sebagai homofermentatif dan heterofermentatif. Genus Lactobacillus dibagi ke dalam tiga sub genera yaitu Betabacterium, Streptobacterium, dan Thermobacterium. Lb. casei dan Lb. plantarum yang tergolong Streptobacterium menghasilkan 1.5% asam laktat dengan suhu optimum pertumbuhan 30C. Subgenera Thermobacterium seperti Lb. acidophilus, dan Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus dapat menghasilkan asam laktat dan sampai 3% dan suhu optimum pertumbuhan 40C.

Genus Lactobacillus berdasarkan fermentasinya digolongkan lebih rinci menjadi homofermentatif obligat, heterofermentatif fakultatif dan heterofermentatif obligat, hal ini dapat dilihat pada Tabel 6. Lactobacillus yang termasuk ke dalam homofermentatif obligat (sub genera Thermobacterium) tidak dapat memfermentasi pentosa. Lactobacillus yang termasuk ke dalam heterofermentatif fakultatif mampu memfermentasi pentosa. Lactobacillus yang termasuk ke dalam heterofermentatif obligat menghasilkan CO₂dari glukosa. Lactobacillus dapat menghasilkan pH 4.0 pada produk yang mengandung karbohidrat yang dapat difermentasi. Lactobacillus dapat tumbuh pada pH sekitar 7.1 (Stiles dan Holzapfel 1997 dalam Jay et al. 2005).

Dalam Panesar et al. (2010), beberapa mikroba yang tergolong BAL yang merupakan sumber penghasil enzim β-galaktosidase diantaranya: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus kefiranofaciens, Lactobacillus lactis, Lactobacillus sporogenes, Lactobacillus thermophillus, Lactobacillus delbrueckii, Leuconostoc citrovorum, Pediococcus acidilacti, Pediococcus pento, Streptococcus cremoris, Streptococcus lactis dan Streptococcus thermophillus.

Tabel 6 Beberapa bakteri Lactobacillus yang tergolong homofermentatif obligat, dan heterofermentatif fakultatif dan obligat^a

Homofermentatif Obligat Heterofermentatif Fakultatif Heterofermentatif Obligat Lactobacillus acidophilus Lb. acetotolerans Lb. brevis

Lb. amylophilus Lb. agilis Lb. buchneri

Lb. amylovorus Lb. alimentarius Lb. collinoides Lb. aviarius

subsp. araffinosus subsp. aviarius

Lb. bifermentans Lb. fermentum

Lb. crispatus Lb. casei Lb. fructivorans

Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus subsp. delbrueckii subsp. lactis Lb. coryniformis subsp. coryniformis subsp. torquens Lb. fructosus ^b

Lb. farciminis Lb. curvatus Lb. hilgardii

Lb. gallinarum Lb. graminis Lb. kefir

Lb. gasseri Lb. hamsteri Lb. malefermentans

Lb. helveticus Lb. homohiochii Lb. oris

Lb. jensenii Lb. intestinalis Lb. panis

Lb. johnsonii Lb. murinus Lb. parabuchneri

Lb. kefiranofaciens Lb. paracasei subsp. paracasei subsp. tolerans

Lb. parakefir

Lb. kefirgranum Lb. paraplantarum Lb. pontis

Lb. mali Lb. plantarum Lb.reuteri

Lb. ruminis Lb. pentosus Lb. sanfransisco

Lb. salivarus subsp. salicinus subsp. salivarius

Lb. rhamnosus Lb. suebicus

Lb. sharpeae Lb. sake Lb. vaccinostercus

Lb. vaginalis a

Stiles dan Holzapfel (1997) dalam Kara (2004)

Lb. fructosus diklasifikasikan ke dalam grup Leuconostoc

Huruf yang ditebalkan menunjukkan Lactobacillus yang berperan penting dalam pangan dan sebagai probiotik

Penelitian Mozumder et al. (2012) mengenai isolasi dan purifikasi β -galaktosidase dari Lactobacillus yang diisolasi dari yogurt menunjukkan bahwa

Dalam dokumen The Potential of -Galactosidase Enzyme from Indigenous Lactobacillus plantarum B123 Strain for Lactose Hydrolysis of UHT Milk. (Halaman 23-65)