4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.8 Dinamika Populasi Bakteri Asam Laktat Selama Penyimpanan
Kinetika BAL antara tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi pada penelitian ini berbeda. Kecepatan pertumbuhan spesifik didasarkan pada persamaan yang berlaku pada fase pertumbuhan logaritmik. Hal ini akan berlaku jika perbandingan kondisi biomassa dan kondisi lingkungan konstan, yaitu inokulum yang masih hidup dan aktif, adanya sumber energi dan nutrisi, minimalnya inhibitor yang menghambat pertumbuhan dan kondisi lingkungan yang cocok (Pramono et al. 2003). Tempoyak pasteurisasi dalam penelitian ini dihasilkan fase logaritmik mikroba berbeda-beda. Tabel 8 menunjukkan bahwa laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak) tempoyak pasteurisasi yang dikemas dalam kondisi aerob (PPNM dan PNNV) dan anaerob (PNV) diperoleh nilai lebih besar dari pada kondisi anaerob fakultatif. Hal ini menunjukkan bahwa kondisi media lingkungan mempengaruhi kecepatan pertumbuhan selain ketersediaan nutrisi. Hal ini sama pada tempoyak non pasteurisasi. Tabel 8 merupakan hasil perhitungan kinetika BAL dari semua perlakuan tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi.
Tabel 8 Hasil perhitungan kinetika bakteri asam laktat pada tempoyak Parameter Kinetika Kode sampel PPM PNV PPNM PNNV NPM NNV NPNM NNNV µmak (Hari -1 ) 1.083 1.591 1.455 1.648 -1.516 -2.614 -2.806 -2.555 Yx/s (g/l) 2.799 2.331 1.928 1.814 -2.384 -3.112 -2.703 -2.689 Yp/s (g/l) 0.071 0.044 0.021 0.004 0.070 0.027 0.007 0.010 Keterangan : - Ada penurunan karena jumlah awal mikroorganisme sangat banyak + Ada pertumbuhan karena jumlah awal mikroorganisme sedikit
4.12.1 Dinamika Populasi Bakteri Asam Laktat Selama Penyimpanan dalam Kondisi Anaerob Fakultatif
4.12.1.1 Laju pertumbuhan dan penurunan spesifik maksimum (µmak)
Perlakuan PPM dan NPM merupakan tempoyak yang dilakukan pengemasan dalam kondisi anaerob fakultatif. Gambar 27 menunjukkan bahwa tempoyak pasteurisasi pada perlakuan PPM diperoleh laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak) sebesar 1.083/hari (selang waktu 2 hingga 10 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.9767. Sedangkan pada tempoyak non pasteurisasi mengalami laju penurunan. Laju penurunan spesifik maksimum sebesar 1.516/hari (selang 0 hingga 12 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.9863. Hal ini dikarenakan pada perlakuan PPM jumlah bakteri diawal penyimpanan lebih sedikit yaitu 174.3×104 cfu/g, dan diduga nutrisi yang tersedia mencukupi jumlah BAL yang ada sehingga tidak terjadi persaingan nutrisi. Hal demikian mengakibatkan BAL dapat mengalami pertumbuhan cepat (fase eksponensial). Pada Gambar 27(A) dapat dilihat bahwa kurva menunjukkan peningkatan. Sedangkan, pada perlakuan NPM terjadi penurunan jumlah BAL. Jumlah BAL diawal penyimpanan tempoyak non pasteurisasi pada perlakuan NPM sudah tinggi yaitu 170.0×1018 cfu/g, dan diduga tidak seimbang dengan nutrisi yang tersedia, sehingga terjadi persaingan nutrisi yang mengakibatkan BAL mati. Pada Gambar 27(B) dapat dilihat bahwa kurva menunjukkan penurunan.
Hal yang menyebabkan jumlah BAL pada tempoyak pasteurisasi lebih sedikit dari pada tempoyak non pasteurisasi adalah pada saat proses pengolahan tempoyak dipanaskan. Proses pemanasan tempoyak dapat mengakibatkan kerusakan dinding sel bakteri asam laktat. BAL merupakan bakteri gram positif yang mengandung 90% peptidoglikan. Struktur protein akan mengalami kerusakan atau denaturasi akibat panas. Terdenaturasinya protein pada sel BAL menyebabkan metabolisme terganggu, seingga aktifitas enzim pada sel terhambat yang mengakibatkan jumlah sel BAL lebih sedikit dari pada tempoyak non pasteurisasi. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 17. Gambar 27 disajikan laju pertumbuhan spesifik perlakuan PPM dan laju penurunan spesifik perlakuan NPM.
Gambar A Gambar B
Gambar 27 Laju pertumbuhan spesifik maksimum pada tempoyak pasteurisasi perlakuan PPM (A) dan laju penurunan spesifik maksimum pada tempoyak non pasteurisasi perlakuan NPM (B)
4.12.1.2 Penggunaan substrat dan yield Yp/s, Yx/s yang dihasilkan oleh BAL dalam kondisi anaerob fakultatif
Perolehan biomassa yang menunjukkan produktivitas proses fermentasi dinyatakan sebagai perolehan (yield). Glukosa digunakan sebagai substrat oleh mikroba untuk pertumbuhan biomassa, pemeliharaan sel, dan menghasilkan produk. Kondisi lingkungan yang cocok akan mendukung penggunaan nutrien dalam medium sebagai sumber energi pertumbuhan, biosintesis, dan pembuatan produk metabolit yaitu asam laktat. Hasil perhitungan yield (Yx/s) pada perlakuan PPM sebesar 2.799 g/l (selang waktu 2 hingga 10 hari). Hasil perhitungan penggunaan substrat (Yx/s) pada perlakuan NPM sebesar -2.384 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari). Hasil perhitungan (Yx/s) dari perlakuan PPM dan NPM menunjukkan bahwa perlakuan NPM diperoleh nilai lebih rendah. Hal ini dikarenakan jumlah biomassa pada perlakuan NPM (Gambar 17) lebih banyak sedangkan ketersediaan substrat kemungkinan tidak mencukupi dari jumlah BAL yang ada, sehingga dihasilkan nilai (Yx/s) minus.
Kadar glukosa sisa setelah penyimpanan dari perlakuan PPM sebesar 3.285%, sedangkan perlakuan NPM sebesar 2.676%. Kadar glukosa sisa setelah penyimpanan tersebut tergolong rendah, dikarenakan kadar glukosa awal penyimpanan sebesar 16.795%. Hal ini artinya substrat dimanfaatkan dengan baik oleh mikroba. Tinggi rendahnya kadar glukosa sisa dalam media dipengaruhi oleh kemampuan mikroba untuk mengkonversi karbon yang terdapat didalam glukosa menjadi biomassa dan produk.
Hasil yield terhadap substrat yang digunakan (Yp/s) pada perlakuan PPM sebesar 0.071 g/l (selang waktu 2 hingga 10 hari. Hasil perhitungan (Yp/s) pada perlakuan NPM sebesar 0.070 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari). Metabolit yang dihasilkan pada perlakuan NPM sama besarnya dengan perlakuan PPM. Hal ini dikarenakan pada perlakuan NPM jumlah biomassa diawal tinggi dan terus mengalami penurunan, sedangkan perlakuan PPM jumlah biomassa diawal tinggi dan mengalami laju pertumbuhan sehingga metabolit yang dihasilkan terjadi kesetimbangan. Namun demikian, nilai (Yx/s) yang diperoleh pada perlakuan NPM relatif kecil dari pada yield (Yp/s). Dapat dikatakan bahwa konversi substrat selama penyimpanan pada perlakuan NPM lebih ditujukan untuk produksi metabolit dari pada untuk biomassa.
y = 1.0835x + 12.461 R² = 0.9767 12 14 16 18 20 22 24 26 2 4 6 8 10 Ln X Waktu (Hari) y = -1.5162x + 46.914 R² = 0.9863 26 31 36 41 46 51 0 2 4 6 8 10 12 Ln X Waktu (Hari)
4.12.2 Dinamika Populasi Bakteri Asam Laktat Selama Penyimpanan dalam Kondisi Anaerob
4.12.2.1 Laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak)
Perlakuan PNV dan NNV merupakan tempoyak yang dikemas dalam kondisi anaerob. Gambar 28 menunjukkan bahwa tempoyak pasteurisasi pada perlakuan PNV diperoleh laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak) sebesar 1.591/hari (selang waktu 0 hingga 4 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.9921. Sedangkan tempoyak non pasteurisasi pada perlakuan NNV diperoleh laju penurunan spesifik maksimum sebesar 2.614/hari (selang 0 hingga 12 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.9160. Hal ini penjelasannya sama pada subbab 14.12.1.1. Laju pertumbuhan spesifik maksimum perlakuan PNV dan laju penurunan spesifik maksimum perlakuan NNV dapat dilihat pada Gambar 28.
Gambar A Gambar B
Gambar 28 Laju pertumbuhan spesifik maksimum pada tempoyak pasteurisasi perlakuan PNV (A) dan laju penurunan spesifik maksimum pada tempoyak non pasteurisasi perlakuan NNV (B)
4.12.2.2 Penggunaan substrat dan yield Yp/s, Yx/s yang dihasilkan BAL dalam kondisi anaerob
Hasil perhitungan yield (Yx/s) pada perlakuan PNV sebesar 2.331 g/l (selang waktu 0 hingga 4 hari). Hasil perhitungan yield (Yx/s) pada perlakuan NNV sebesar -3.112 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari). Hasil perhitungan (Yx/s) dari perlakuan PNV dan NNV menunjukkan bahwa pada perlakuan NNV diperoleh lebih rendah. Kadar glukosa sisa setelah penyimpanan pada perlakuan PNV sebesar 5.227%, sedangkan pada perlakuan NNV sebesar 3.629%. Hal ini penjelasannya sama pada subbab 14.12.1.2.
Hasil yield terhadap substrat yang digunakan (Yp/s) pada perlakuan PNV sebesar 0.044 g/l (selang waktu 0 hingga 4 hari). Hasil perhitungan (Yp/s) pada perlakuan NNV sebesar 0.027 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari). Metabolit yang dihasilkan pada perlakuan PNV lebih tinggi dari pada NNV. Hal ini dikarenakan pada perlakuan PNV masih terjadi pertumbuhan biomassa sehingga metabolit terus dihasilkan, sedangkan perlakuan NNV terjadi laju penurunan biomassa sehingga menghasilkan metabolit lebih rendah.
y = 1.5913x + 14.208 R² = 0.9921 14 16 18 20 22 0 2 4 Ln X Waktu (Hari) y = -2.6149x + 41.724 R² = 0.916 0 10 20 30 40 50 0 2 4 6 8 10 12 Ln X Waktu (Hari)
4.12.3 Dinamika Populasi Bakteri Asam Laktat Selama Penyimpanan dalam Kondisi Aerob
4.12.3.1 Laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak)
Perlakuan PPNM, PNNV, NPNM dan NNNV merupakan tempoyak yang dilakukan pengemasan dalam kondisi aerob. Gambar 29 menunjukkan bahwa tempoyak pasteurisasi pada perlakuan PPNM diperoleh laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak) sebesar 1.455/hari (selang waktu 0 hingga 6 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.9962. Tempoyak non pasteurisasi pada perlakuan NPNM diperoleh laju penurunan spesifik maksimum sebesar 2.806/hari (selang 0 hingga 12 hari penyimpanan) dengan koefisien korelasi (R2) 0.9948. Pada perlakuan PNNV diperoleh laju pertumbuhan spesifik maksimum (µmak) sebesar 1.648/hari (selang waktu 0 hingga 6 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.9542. Tempoyak non pasteurisasi pada perlakuan NNNV diperoleh laju penurunan spesifik maksimum sebesar 2.555/hari (selang 0 hingga 12 hari penyimpanan), dengan koefisien korelasi (R2) 0.999. Hal ini penjelasannya sama pada subbab 14.12.1.1. Laju pertumbuhan spesifik perlakuan PPNM dan PNNV, dengan laju penurunan spesifik perlakuan NPNM dan NNNV dapat dilihat pada Gambar 29.
Gambar A Gambar B
Gambar C Gambar D
Gambar 29 Laju pertumbuhan dan penurunan spesifik maksimum tempoyak pasteurisasi dan non pasteurisasi pada perlakuan PPNM (A), NPNM (B), PNNV (C), dan NNNV (D) y = 1.4553x + 14.563 R² = 0.9962 13 18 23 28 0 2 4 6 L n X Waktu (Hari) y = -2.8059x + 45.437 R² = 0.9948 0 10 20 30 40 50 0 2 4 6 8 10 12 L n X Waktu (Hari) y = 1.6485x + 14.482 R² = 0.9542 13 16 19 22 25 0 2 4 6 Ln X Waku (Hari) y = -2.5552x + 46.246 R² = 0.999 0 10 20 30 40 50 0 3 6 9 12 L n X Waktu (Hari)
14.12.3.2 Penggunaan substrat dan yield Yp/s, Yx/s yang dihasilkan oleh BAL dalam kondisi aaerob
Hasil perhitungan yield (Yx/s) pada perlakuan PPNM sebesar 1.928 g/l (selang waktu 0 hingga 6 hari), perlakuan NPNM sebesar -2.703 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari), perlakuan PNNV sebesar 1.814 g/l (selang waktu 0 hingga 6 hari), dan perlakuan NNNV sebesar -2.689 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari). Hasil perhitungan (Yx/s) dari perlakuan PPNM dan PNNV diperoleh nilai lebih tinggi dari pada perlakuan NPNM dan NNNV. Perlakuan PPNM dan PNNV merupakan tempoyak pasteurisasi dan perlakuan NPNM dan NNNV merupakan tempoyak non pasteurisasi. Penjelasanya sama pada subbab 14.12.1.2. Kadar gula sisa setelah penyimpanan pada perlakuan PPNM, NPNM, PNNV, dan NNNV berturut-turut sebesar 4.215%, 2.829%, 5.133%, dan 2.874%. Hal ini penjelasannya sama pada subbab 14.12.1.2. Hasil yield terhadap substrat (Yp/s) pada perlakuan PPNM sebesar 0.021 g/l (selang waktu 0 hingga 6 hari), perlakuan NPNM sebesar 0.007 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari), perlakuan PNNV sebesar 0.004 g/l (selang waktu 0 hingga 6 hari), dan perlakuan NNNV sebesar 0.010 g/l (selang waktu 0 hingga 12 hari).