4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Derajat Asam (pH), Kadar Gula dan Total Asam
Hubungan antara pH, kadar gula dan total asam adalah semakin lama penyimpanan, kadar gula tempoyak akan mengalami penurunan (Gambar 11), gula akan dihidrolisis menjadi asam laktat yang diikuti oleh penurunan nilai pH (Gambar 13). Peristiwa ini diiringi dengan peningkatan jumlah asam laktat (Gambar 14) yang merupakan produk hasil perubahan kimia selama proses fermentasi dan penyimpanan. Proses fermentasi yang berhasil ditandai dengan adanya penurunan nilai pH.
Kadar gula merupakan jumlah dari gula pereduksi (glukosa, fruktosa dan laktosa) dan non pereduksi (sukrosa) (Winarno 2000). Voon et al. (2007) melaporkan bahwa dalam daging buah durian dihasilkan kadar gula sebesar 11.00% sampai 13.55%. Yuliana dan Dizon (2011) melaporkan kadar gula durian segar 15.00% sampai 20.00%. Kandungan gula dalam durian digunakan oleh BAL sebagai nutrisi untuk mendukung pertumbuhannya. Gula memiliki peranan besar pada penampakan dan cita rasa produk yang dihasilkan seperti sebagai pengikat komponen flavor, menyempurnakan rasa asam dan cita rasa lainnya (Syahputra et al. 2015). Pada penelitian ini, pembuatan tempoyak dengan penambahan gula sebanyak 1.00% (b/b) untuk membantu proses fermentasi pada fase adaptasi. Fungsi gula untuk sumber energi bagi mikroba. Penambahan gula pada awal fermentasi dapat membantu menyediakan energi bagi mikroba pada masa adaptasi sehingga dapat segera tumbuh dan mikroba yang merugikan terseleksi.
Hasil analisis ragam tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi menunjukkan bahwa jenis dan teknik pengemasan antar perlakuan tidak berbeda nyata terhadap kadar gula. Hal ini diduga kadar gula yang terkandung dalam tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi digunakan oleh mikroba sebagai sumber energi. Tempoyak yang direpresentasikan dengan kadar gula terhadap lama penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Kadar gula tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi dari berbagai perlakuan selama penyimpanan. PNV, PPNM PPM, PNNV, NPNM, NNV NPM, NNNV
Gambar 11 menunjukkan bahwa selama penyimpanan nilai kadar gula terus mengalami penurunan. Kadar gula tempoyak pasteurisasi berkisar antara 16.57% sampai 3.28% dengan rata-rata 10.41%. Kadar gula tempoyak non pasteurisasi berkisar antara 16.79% sampai 2.67% dengan rata-rata 9.11%. Laju penurunan kadar gula tempoyak non pasteurisasi lebih cepat dari pada tempoyak pasteurisasi. Laju penurunan kadar gula tempoyak disebabkan oleh adanya reaksi biokimia selama proses fermentasi, yang menghidrolisis gula menjadi asam. Pada tempoyak non pasteurisasi jumlah BAL lebih banyak dari pada tempoyak pasteurisasi (Gambar 17), sehingga kemampuan BAL mengkonversi gula menjadi senyawa- senyawa sederhana (seperti asam laktat) lebih banyak. Anggraeni (2008) melaporkan bahwa proses fermentasi dikelompokkan dalam tiga tingkatan, yaitu (1) pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana, (2) oksidasi gula menjadi asam piruvat, (3) transformasi piruvat menjadi asam organik. Piruvat dihasilkan melalui glikolisis dimetabolisme menjadi asetaldehid dan CO2, yang dikatalis oleh enzim karboksilase dan kofaktor tiamin pirofosfat. Selanjutnya, asetaldehid diubah menjadi etanol melalui enzim alkohol dehidrogenase. Penurunan kadar gula mengindikasikan bahwa bakteri asam laktat yang ada pada tempoyak dapat melakukan aktivitas pertumbuhan dalam substrat buah durian. Substrat yang digunakan oleh BAL akan dikonversi menjadi asam organik sehingga menyebabkan tempoyak menjadi asam. Akumulasi asam laktat yang terbentuk dapat mengakibatkan pH mengalami penurunan (Muzaifah et al. 2015).
Gambar 12 menunjukan peningkatan total asam laktat. Asam laktat digunakan sebagai bahan pengasam yang dapat menurunkan pH, sehingga pertumbuhan bakteri patogen akan terhambat. Total asam laktat tempoyak pasteurisasi lebih rendah dari pada tempoyak non pasteurisasi. Total asam laktat tempoyak pasteurisasi pada awal berkisar antara 1.49% sampai 0.99% dengan rata-rata 1.43%. Total asam laktat tempoyak non pasteurisasi berkisar antara 1.53% sampai 1.09% dengan rata-rata sebesar 1.81%. Standar persentase asam laktat seperti pada yoghurt sesuai SNI 01-2981-1992 adalah 0.50% sampai 2.00%. Hasil penelitian total asam laktat pada tempoyak telah dilaporkan beberapa
2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 21 28 42 56 70 84 Gula ( % )
peneliti sebesar 2.30% (Muzaifah et al. 2015), 2.36% (Amiza et al. 2006), 2.80% sampai 3.65% (Amin et al. 2004), dan 1.89% sampai 2.70% (Leisner et al. 2002). Total asam laktat tempoyak yang dihasilkan tidak bisa sesuai dengan standar pada yoghurt ataupun produk fermentasi lainnya dikarenakan berbeda dalam proses pembuatan dan jenis bakteri yang terlibat ataupun kultur yang digunakan. Sampai sekarang SNI untuk tempoyak belum ada. Lebih dari itu tingkat keasaman produk tempoyak sangat ditentukan oleh preferensi konsumen. Hasil pengamatan total asam laktat dari semua perlakuan dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12 Total asam laktat tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi dari
berbagai perlakuan selama penyimpanan. PNV, PPM, PPNM, PNNV, NPNM, NNV
NPM, NNNV
Surono (2004) menyatakan bahwa asam laktat pada produk fermentasi dihasilkan ketika terjadi proses metabolisme BAL yang memiliki enzim aldolase dan fosfoketolase. Aldolase akan memfermentasi heksosa menjadi asam laktat secara homofermentatif, sedangkan fosfoketolase merubah pentosa dan glukonat menjadi asam laktat secara heterofermentatif. Asam laktat yang dihasilkan oleh BAL akan disekresikan keluar sel dan terakumulasi di dalam substrat sehingga meningkatkan keasaman produk. Namun demikian, proses metabolisme ini akan terhenti atau terhambat akibat produk fermentasi tersebut diproses pasteurisasi atau dipanaskan, seperti diketahui sel BAL merupakan molekul-molekul besar yang merupakan protein. Protein tidak tahan panas dan akan terdenaturasi/ rusak. Selain itu proses pemanasan akan menginaktifkan enzim. Akibatnya, proses produksi asam laktat akan terhenti karena metabolisme tidak berjalan (Chotimah 2009), sehingga menyebabkan total asam tempoyak pasteurisasi lebih rendah dari tempoyak non pasteurisasi.
Hasil analisis ragam untuk tempoyak pasteurisasi menunjukkan bahwa jenis kemasan dan teknik pengemasan tidak berpengaruh sangat nyata terhadap total asam laktat. Hal ini dikarenakan jumlah BAL (Gambar 17) penghasil asam laktat dalam tempoyak pasteurisasi pada awal penyimpanan masing-masing perlakuan berjumlah sama, kemudian mengalami peningkatan sesaat. Namun demikian, laju peningkatan dan penuruan asam laktat tempoyak pasteurisasi yang dikemas dalam plastik PET dan teknik pengemasan MAP berjalan lebih lambat. Selanjutnya
0.8 1.1 1.4 1.7 2.0 2.3 2.6 0 2 4 6 8 10 12 14 21 28 42 56 70 84 Asa m l aktat ( % )
tempoyak pasteurisasi yang dikemas dalam plastik PET dengan teknik pengemasan non MAP, dan tempoyak yang dikemas dalam plastik polyamide
dengan teknik pengemasan vakum dan non vakum mengalami peningkatan dan penurunan lebih cepat. Hasil analisis ragam untuk tempoyak non pasteurisasi menunjukkan bahwa jenis kemasan dan teknik pengemasan berpengaruh sangat nyata terhadap total asam laktat. Uji Duncan menunjukkan bahwa tempoyak yang dikemas dengan teknik pengemasan MAP dan vakum berbeda nyata dengan tempoyak yang dilakukan pengemasan dengan teknik non MAP dan non vakum.
Gambar 12 menunjukkan bahwa tempoyak non pasteurisasi yang dikemas dengan teknik pengemasan vakum (anaerob) dan MAP (anaerob fakultatif) diperoleh total asam laktat lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Asam laktat adalah metabolit utama dari fermentasi BAL, yang dihasilkan dari oksidasi piruvat dan memproduksi asam untuk regenerasi NAD+ dari NADH yang dibentuk selama tahap glikolisis. Tahap glikolisis sel, tidak memerlukan oksigen untuk pertumbuhan sehingga produksi asam laktat dapat terjadi secara optimal. Namun demikian, bukan berarti dalam kondisi aerob atau ketika keberadaan oksigen cukup, BAL tidak mampu melakukan respirasi metabolisme. Pada kondisi ini, keberadaan oksigen akan mempengaruhi proses fermentasi menjadi terbatas. Kondisi aerob akan menghasilkan asam laktat lebih rendah dari pada kondisi anaerob (Serrazanetti et al. 2013), sehingga dapat dimengerti jika kemudian vakum dan MAP akan menghasilkan laktat lebih tinggi dibandingkan kemasan non vakum maupun non MAP. Lebih lanjut, jumlah asam laktat yang tinggi dapat merupakan racun bagi pertumbuhan bakteri yang menyebabkan produk cepat mengalami kebusukan. Yuliana (2005) melaporkan bahwa tempoyak yang bagus memiliki total asam laktat masih berada dalam konsentrasi yang tinggi. Penyimpanan yang terlalu lama dapat mempengaruhi keasaman tempoyak. Jika kadar keasaman dari asam laktat selama penyimpanan terus mengalami penurunan artinya mutu tempoyak mulai mengalami penurunan. Proses terbentuknya asam laktat selama metabolisme BAL disajikan pada Gambar 13.
Gambar 13 Pathway fermentasi bakteri asam laktat homofermentatif dan heterofermentatif (Ferreira 2013)
Dalam Sel Bakteri
Luar Sel Bakteri
Yuliana (2005) melaporkan bahwa rasa asam yang terdapat pada tempoyak diakibatkan oleh sejumlah asam organik seperti asam malat, asam laktat dan sedikit asam asetat. Ekowati (1998) melaporkan bahwa asam-asam organik yang terbentuk dalam fermentasi durian meliputi asam butirat 7.30% untuk substrat daging buah kuning dan 6.20% untuk substrat daging buah putih, asam laktat 1.60% (daging buah putih) dan 1.70% (daging buah kuning). Kadar asam asetat 0.34% untuk daging buah putih dan 0.27% untuk daging buah kuning, serta kadar asam malat dan sitrat kurang dari 0.01%. Namun demikian, sejauh ini belum ada informasi tentang pembentukan asam organik dari masing-masing genus maupun spesies dari bakteri asam laktat dalam tempoyak. Penentuan kuantitatif asam organik pada produk fermentasi adalah penting untuk mempelajari kontribusi bagi aroma sebagian besar produk fermentasi, alasan gizi, dan sebagai indikator aktivitas bakteri.
Total asam laktat tempoyak menentukan kualitas produk. Kandungan asam yang tinggi dapat menurunkan pH. Nilai pH pada penelitian ini berkisar 4.00 sampai 3.00. Nilai pH sebesar itu, masih tergolong kedalam pangan berasam tinggi. Golongan pangan berasam tinggi umumnya memiliki umur simpan lebih panjang. Namun demikian, dalam kondisi anaerob, gula cendrung diruba menjadi alkohol, dan jika ini dibiarkan maka produk mengalami kerusakan.
Gambar 14 menunjukkan nilai pH selama penyimpanan tempoyak mengalami penurunan. Nilai pH merupakan parameter yang menunjukkan pengaruh pertumbuhan dan pembentukan produk. Masing-masing jenis mikroorganisme membutuhkan pH yang berbeda-beda untuk tumbuh optimal. Hasil analisis ragam untuk tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi menunjukkan bahwa jenis dan teknik pengemasan antar perlakuan tidak berbeda nyata terhadap nilai pH. Tempoyak yang direpresentasikan dengan nilai pH terhadap lama waktu penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14 Nilai pH tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi terhadap lama waktu penyimpanan dari berbagai perlakuan. PNV, PPM, PNNV, PPNM, NNV NPM, NNNV, NPNM
Gambar 14 menunjukkan nilai pH tempoyak selama penyimpanan terus mengalami penurunan. Laju penurunan nilai pH disebabkan selama penyimpanan tempoyak masih terjadi proses fermentasi oleh sejumlah BAL yang mensintesis
3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 0 2 4 6 8 10 12 14 21 28 42 56 70 84 pH
piruvat menghasilkan produk asam, seperti asam laktat, asam butirat, asam asetat, dan asam malat. Akumulasi asam organik ini menyebabkan media menjadi asam selama penyimpanan sehingga menghasilkan penurunan nilai pH (Utama et al.
2013). Nilai pH tempoyak pasteurisasi lebih tinggi dibandingkan dengan tempoyak non pasteurisasi. Pada tempoyak pasteurisasi jumlah BAL berkurang karena mengalami kematiaan saat pemanasan berlangsung sehingga jumlah BAL penghasil asam lebih sedikit dibandingkan dengan tempoyak non pasteurisasi, yang mengakibatkan nilai pH tempoyak pasteurisasi lebih tinggi dari pada non pasteurisasi. Nilai pH tempoyak pasteurisasi berkisar antara 3.97 sampai 3.67 dengan nilai pH rata-rata sebesar 3.87. Nilai pH tempoyak non pasteurisasi berkisar antara 4.00 sampai 3.23 dengan nilai pH rata-rata 3.48. Nilai pH tersebut masih merupakan pH yang baik untuk pertumbuhan BAL, sehingga masih dimungkinkan BAL masih terus tumbuh selama penyimpanan. Selain itu, Dinas Kesehatan menyatakan tempoyak yang masih baik memiliki nilai pH diatas 3.00 dengan batas maksimal pH sebesar 6.70. Jika pH tempoyak bernilai diatas 6.70 artinya masih tergolong durian segar belum jadi tempoyak. Hal ini didukung oleh pernyataan Yuliana (2004) melaporkan bahwa durian segar memiliki nilai pH 6.70 hingga 7.00. Adanya BAL dalam tempoyak mengindikasikan bahwa kualitas tempoyak masih baik. Nur (2005) melaporkan bahwa pH yang optimum bagi aktivitas BAL berkisar 3.00 sampai 8.00. Produk fermentasi yang memiliki nilai rendah yaitu pH 3.00 sampai 4.00 tergolong ke dalam bahan pangan berasam tinggi. Bahan pangan berasam tinggi relatif lebih tahan selama penyimpanan dibandingkan dengan makanan yang mempunyai nilai pH netral atau mendekati netral. Hal ini dikarenakan pada nilai pH rendah, umumnya produk pangan tidak dapat ditumbuhi oleh bakteri patogen dan pembusuk. Mikroba patogen dan pembusuk dapat tumbuh antara pH 6.00 hingga 8.00 (Buckle et al. 2010). Semakin cepat BAL mampu menurunkan pH tempoyak, maka semakin cepat penghambatan terhadap kebusukan produk sehingga umur simpan bisa lebih panjang. Namun demikian, batas pH paling rendah untuk tempoyak dengan nilai 3.00. Jika nilai pH bernilai dibawah 3.00 tempoyak sudah rusak karena BAL mengalami lisis. Guerra et al. (2006) melaporkan bahwa nilai pH 1.00 atau 2.00 dalam tempoyak tidak dikehendaki, dikarenakan pada nilai tersebut dinding sel BAL terganggu dan mengalami lisis ketika kondisi lingkungan sangat asam, sehingga pertumbuhannya terhambat bahkan tidak dapat tumbuh pada kondisi tersebut.