Produksi Kultur Saccharomyces cerevisiae
Produksi sel Saccharomyces cerevisiae dilakukan dengan menggunakan fermentor. Lama produksi sel khamir adalah 48 jam, dimana pada saat itu produksi sel sudah mencapai optimal. Jumlah sel hidup didalam medium adalah lebih kurang 108 per ml. Kurva pertumbuhan khamir selama produksi sel dapat dilihat pada Gambar 15.
Dari kurva pertumbuhan diketahui bahwa produksi sel khamir meningkat dengan tajam dalam waktu 36 jam, setelah itu peningkatan agak lambat, produksi tertinggi adalah dalam waktu 48 jam. Setelah itu jumlah sel cenderung stabil dan sedikit menurun pada jam berikutnya.
4 5 6 7 8 9 0 1 2 2 4 3 6 4 8 6 0 7 2 8 4 L a m a p r o duk si ( ja m ) L o g j u m la h kha m ir /m P e m a n e n a n
Gambar 15. Kurva pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae
Menurut Wick (1968) di dalam Reed dan Nagodawithana (1991) selama pembuatan wine dengan Saccharomyces cerevisiae terjadi peningkatan jumlah sel dalam waktu 40 -50 jam, setelah itu jumlah sel cenderung stabil. Disamping itu terjadi penurunan kadar gula dalam medium produksi yang diubah menjadi etanol, sehingga dalam waktu 120 jam terjadi penurunan gula dari 20 g/100 ml menjadi 3 g/ml dan produksi etanol adalah sekitar 10 g/ml. Demikian pula menurut Priest dan Campbell (1996) konsentrasi khamir yang dihasilkan dalam medium produksi dapat mencapai 1.5 x 108 sel per ml dengan viabilitas lebih dari 98 %, dengan waktu propagasi adalah 24 – 48 jam.
I. Selanjutnya bila kultur khamir kering aktif masuk suatu lingkungan baru, khamir akan memulai suatu periode pertumbuhan. Selama periode ini khamir dapat bertahan beberapa menit untuk menguji lingkungannya, cocok atau tidak untuk hidup (masa adaptasi). Jika kondisinya cocok, khamir akan mulai memperbanyak sel. Secara teoritis 1 sel khamir dapat menjadi 8 dalam enam jam, 64 dalam 12 jam, 512 dalam 18 jam, dan 4096 dalam 24 jam. Kepadatan sel dapat mencapai sekitar 150,000,000 atau 1.5x108 per mililiter cairan medium. Pemeliharaan populasi ini berlanjut bila semua kondisi-kondisi lain (sisa oksigen dan nutrisi) tetap ada, sampai mereka menghabiskan semua oksigen dan semua bahan gizi yang tersedia, atau alkohol yang mereka hasilkan menjadi tidak toleran sehingga khamir mati satu per satu (The Winemaking Home Page 2004).
Medium produksi merupakan substrat untuk pertumbuhan khamir, mengan-dung gula (glukosa) sebagai sumber C serta bahan-bahan lainnya seperti sumber N dan sumber mineral. Selama produksi sel akan terjadi penurunan kadar gula dalam medium yang diubah menjadi etanol, berkurangnya kadar gula menyebabkan pertumbuhan khamir tidak optimal lagi. Disamping itu terbentuknya etanol juga akan menghambat pertumbuhan khamir. Oleh sebab itu lama produksi sel hanya dilakukan hingga pertumbuhannya mencapai optimal yaitu lebih kurang 48 jam.
Pengeringan Kemoreaksi dengan Kalsium Oksida
Mekanisme pengeringan kemoreaksi adalah terjadinya reaksi antara kalsium oksida (CaO) dengan uap air dari bahan basah, sehingga kapur menjadi panas. Panas yang dihasilkan menyebabkan udara disekeliling bahan menjadi kering sehingga penguapan air dari bahan akan lebih cepat. Selama reaksi antara CaO dan uap air terus berlangsung, maka air dari bahan basah akan terus menguap sampai terjadi kesetimbangan antara kadar air bahan dengan RH (kelembaban relatif) ruang pengering. Pada saat ini bahan menjadi kering dan air dari bahan tidak dapat diuapkan lagi.
Proses pengeringan pada penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu untuk mengetahui ketebalan pengeringan dan rasio CaO yang digunakan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan kultur kering dengan viabilitas yang tinggi dengan waktu pengeringan yang singkat serta penggunaan CaO yang optimal.
Ketebalan Lapisan Pengeringan
Pada proses pengeringan kemoreaksi ini digunakan kapur api yang baru keluar dari pembakaran api (sebagai sumber CaO). Dipilih kapur dengan ukuran bongkahannya kecil-kecil dan berat sekitar 25–50 g per bongkahan serta diameter sekitar 10 cm. Ukuran ini sudah diteliti oleh Mursalim (2000), supaya permukaan kapur lebih luas dan daya serap airnya lebih tinggi sehingga proses pengeringan lebih cepat terjadi.
Sebelum proses pengeringan kemoreaksi dilakukan, lemari pengering terlebih dahulu dibersihkan dengan alkohol 96%, kemudian diisi dengan kapur api sebanyak 4 kg dan dibiarkan selama 24 jam agar RH didalam lemari pengering menjadi rendah dan stabil. Pada saat kultur basah dimasukkan, kapur api diganti dengan yang baru dalam jumlah yang sama. Selama proses pengeringan berlangsung, diamati suhu kapur api dan suhu ruang pengering menggunakan termometer, demikian pula RH ruang pengering diukur dengan higrometer. Terhadap kultur khamir yang dikeringkan diamati kadar airnya setiap 6 jam dan setelah proses pengeringan berakhir diamati viabilitas dari kultur kering yang dihasilkan.
Sebelum sampel dimasukkan ke dalam lemari pengering, RH lemari pengering cukup rendah (± 1 %) dan stabil, tetapi pada saat pergantian kapur dan sampel dimasukkan RH meningkat dan setara dengan RH lingkungan. Beberapa jam kemudian RH kembali turun dan cenderung lebih rendah dari RH sebelum ada sampel di dalam lemari pengering. Hal ini disebabkan menguapnya air dari sampel basah ke udara di dalam lemari pengering, sehingga RH lemari pengering meningkat dan seimbang dengan kadar air sampel yang dimasukkan. Uap air di dalam lemari pengering akan bereaksi dengan CaO dan menghasilkan panas sehingga beberapa jam kemudian RH kembali turun, dan selanjutnya proses kesetimbangan terus berlangsung hingga kadar air bahan menjadi rendah.
Pada penelitian ini, proses pengeringan berlangsung dalam keadaan tertutup rapat dan tidak berhubungan dengan udara luar, sehingga dapat terjadi saling pengaruh yang kuat antara bahan yang dikeringkan dengan udara didalam lemari pengering. Kemampuan CaO untuk menyerap uap air dari lingkungannya menyebabkan RH lemari pengering menjadi rendah, sehingga terjadi proses penurunan kadar air kultur khamir dan mencapai keseimbangan dengan udara di dalam lemari pengering.
Kapur api yang digunakan dalam pengeringan ini telah dianalisis oleh Julianti (2003), dimana hasil analisis tidak banyak berbeda dengan analisis yang dilakukan sebelumnya oleh Sucofindo (1991) di dalam Julianti (2003). Kandungan CaO di dalam kapur api adalah ± 96.8% - 97% dan sisanya adalah berupa bahan-bahan seperti SiO2, R2O3 (gabungan oksida-oksida), MgO dan bahan-bahan lain yang hilang saat pembakaran. Diketahui juga bahwa kapur api yang baru keluar dari pembakaran tidak mengandung air, oleh karena itu kapur api ini bersifat sangat higroskopis dan sangat baik digunakan dalam proses pengeringan kemoreaksi. Hasil analisis komposisi kimia kapur api dapat dilihat pada Lampiran Tabel 16.
Hasil pengamatan terhadap kadar air kultur khamir selama pengeringan kemoreakasi dengan beberapa ketebalan lapisan dapat dilihat pada Gambar 16 dan Lampiran 1. Pada awal pengeringan kemoreaksi terjadi proses penurunan kadar air yang berlangsung sangat cepat, selanjutnya laju pengeringan makin lambat dan menuju kadar air tetap. Hal ini ditunjukkan dengan bentuk kurva yang mula-mula tajam, kemudian agak melandai dan seterusnya mendatar.
Dari masing-masing ketebalan lapisan sampel dapat dilihat bahwa ketebalan 1.3 mm, kurva penurunan kadar airnya paling tajam selama pengeringan 12 jam pertama. Kemudian kurva penurunan kadar airnya lebih landai dari ketebalan 2.6 mm dan ketebalan 3.9 mm, dan setelah 24 jam terlihat kurvanya mendatar. Sedangkan untuk perlakuan lainnya kurva penurunan kadar airnya mendatar setelah pengeringan 36 jam.
Gambar 16. Penurunan kadar air dari kultur khamir dengan tiga tingkat ketebalan selama pengeringan kemoreaksi. Lama pengeringan
untuk mencapai kadar air 5 % pada ketebalan 1.3 mm adalah t1 dan ketebalan 2.6 adalah t2.
Pada kurva penurunan kadar air (Gambar 16) dapat dilihat sampel dengan ketebalan 1.3 mm mencapai kadar air 5% dalam waktu 22 jam, dan setelah 24 jam kadar air mencapai konstan pada 4.23%. Ketebalan 2.6 mm mencapai kadar air 5% dalam waktu 36 jam dan setelah 48 jam kadar air mencapai 4.51%, sedangkan ketebalan 3.9 mm kadar air yang dicapai setelah 48 jam adalah 6.64%. Hal ini menunjukkan bahwa ketebalan bahan yang dikeringkan akan mem-pengaruhi kecepatan pengeringan kemoreaksi. Semakin tipis lapisan bahan maka penguapan air
lebih cepat terjadi, sedangkan penambahan waktu pengeringan tidak banyak pengaruhnya terhadap penurunan kadar air.
Penurunan kadar air cepat diawal pengeringan disebabkan karena kultur khamir mempunyai massa air bebas yang cukup besar. Setelah itu penurunan kadar air lebih lambat, karena pengeluaran air dari bahan dibatasi oleh komponen air terikat dari sel yang sulit dikeluarkan. Pada komponen air yang terikat secara kimia, maka pengeluaran air semakin sulit, sehingga meskipun jumlah CaO terus ditambah dan waktu pengeringan diperpanjang, maka kadar air akhir dari kultur khamir cenderung konstan.
Laju pengeringan konstan menggambarkan penguapan air bebas dari produk pada awal pengeringan, dimana permukaan bahan sangat basah dengan aw produk mendekati 1. Laju pengeringan menurun air yang dikeluarkan merupakan air terikat dan penguapan air pada periode ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan uap pada bagian dalam dan bagian luar sampel yang dikeringkan. Akhir dari pengeringan ditentukan apabila telah dicapai kesetimbangan tekanan uap pada bagian dalam dan bagian luar sampel, sehingga air dalam bahan tidak dapat diuapkan lagi. Kadar air yang dicapai diakhir pengeringan disebut juga kadar air kesetimbangan (Barbosa-Canovas dan Vega-Mercado 1996). Dalam pengeringan kemoreaksi kadar air kesetimbangan sangat penting artinya karena menentukan kadar air terendah yang dapat dicapai pada proses pengeringan.
Menurut Beker dan Rapoport (1987) terdapat dua periode dalam pengeringan khamir. Periode I adalah laju pengeringan cepat yang menunjukkan kehilangan air bebas dari bahan, sedangkan periode II adalah laju pengeringan lambat yang menunjukkan kehilangan air terikat. Titik inversi pada kurva pengeringan terletak pada kadar air kira-kira 20 %. Diatas titik ini tidak terjadi perubahan viabilitas sel dan permiabilitas dinding sel. Sedangkan pada kadar air dibawah 20 % respirasi berhenti dan apabila direhidrasi dalam air, sel akan kembali seperti semula. Akhir pengeringan atau setelah 48 jam, penurunan kadar air pada penelitian ini terlihat sudah konstan. Kadar air dan viabilitas kultur starter khamir kering yang dihasilkan dapat di lihat pada Tabel 5.
Berdasarkan hasil pengamatan pada Tabel 5 diketahui kadar air khamir kering yang dihasilkan setelah 48 jam hampir sama untuk ketebalan lapisan 1.3 mm dan 2.6 mm, sedangkan ketebalan lapisan 3.9 mm, kadar airnya lebih tinggi. Hal ini disebabkan sampel mempunyai kadar air awal yang sangat tinggi, sehingga untuk lapisan yang lebih tebal diperlukan waktu pengeringan yang lebih lama. Mengingat sampel adalah berupa sel hidup, maka waktu pengeringan yang lebih lama akan menurunkan viabilitasnya. Oleh sebab itu perlakuan yang dapat menurunkan kadar air dalam waktu singkat adalah yang terbaik.
Tabel 5. Pengaruh tebal lapisan pengeringan terhadap kadar air akhir setelah pengeringan 48 jam dan viabilitas kultur kering yang dihasilkan
Kadar air akhir Tebal lapisan (mm) (% b b) (% b k) Total mikroba (koloni/g) Viabilitas (%)
1.3 2.6 3.9 4.23 4.51 6.64 4.42 4.72 7.11 1.59x10 1.23x109 0.78x109 2.25x109 *) 71 55 35 100
*) Kontrol (kultur sebelum dikeringkan dengan kadar air awal 77.56 % b b)
Hasil pengamatan total mikroba hidup dari masing-masing kultur kering cukup tinggi. Hal ini disebabkan karena energi panas yang dihasilkan dari reaksi uap air dengan CaO di dalam ruang pengering tidak mempengaruhi bahan yang dikeringkan, tetapi hanya menyebabkan udara di dalam ruangan menjadi kering sehingga air dari bahan akan menguap. Reaksi uap air dengan CaO terus ber-langsung hingga tidak terjadi lagi penguapan air, atau kadar air bahan dan RH ruang pengering telah setimbang. Kesetimbangan ini dapat tercapai dalam waktu yang relatif singkat sehingga tidak banyak pengaruhnya terhadap viabilitas kultur kering yang dihasilkan. Suhu udara di dalam ruang pengering selama terjadinya proses pengeringan adalah 27 0C– 28 0C, sedangkan suhu CaO adalah 30 0C– 35 0C.
Menurut Pelczar et al. (1977) suhu optimum untuk pertumbuhan khamir adalah pada 25 – 30 0C, oleh karena itu pengeringan dengan proses kemoreaksi tidak mempengaruhi viabilitas kultur kering yang dihasilkan. Sedangkan proses pengeringan kultur khamir secara komersial dengan metode pengeringan fluid-bed, suhu udara yang digunakan dalam pengeringan berkisar antara 100-150 0C dan lama pengeringan adalah sekitar 1 – 2 jam (Langejan 1972 didalam Reed dan Nagodawithana 1991). Mekanisme pengeringan menggunakan suhu tinggi dalam waktu singkat ini mungkin sangat menguntungkan dari segi ekonomi sehingga dapat digunakan untuk produksi khamir kering secara komersial.
Tahap proses pengeringan secara fluid-bed adalah sebagai berikut : krim khamir dengan kadar air awal 70% dimampatkan melalui suatu pelat berlubang-lubang (alat ekstruder) menjadi bentuk seperti spagheti dengan garis tengah 1 mm. Lalu dimasukan ke dalam alat pengering dengan lembaran alas yang luas dan hembusan udara pengering dari bawah untuk mengeringkan partikel khamir yang berada diatas lembaran alas. Volume, kelembaban relatif dan temperaturnya udara masuk dapat dikendalikan, sehingga partikel-partikel khamir dapat terjaga. Proses pengeringan sangat singkat dan kadar air yang dicapai 7.5 – 8.5% untuk khamir kering aktif (active dry yeast) dan 4 – 6% untuk khamir kering aktif instan ( instant active dry yeast) (The Winemaking Home Page 2004).
Menurut Reed dan Nagodawithana (1991), pengeringan dengan metode semprot (spray drying) secara ekonomi cukup produktif, tetapi viabilitas dari kultur keringnya menjadi berkurang. Demikian pula dengan metode pengeringan beku tidak dianjurkan untuk produksi khamir kering aktif secara komersial karena biaya operasionalnya sangat mahal. Pengeringan beku hanya digunakan untuk pengawetan kultur murni di laboratorium.
Pada tahap ini ketebalan lapisan sampel yang dipakai adalah 1.3 mm, karena waktu pengeringannya lebih cepat dan viabilitas kultur kering yang dihasilkan cukup tinggi, dan pengeringan dilakukan dalam waktu 24 jam. Sebelum proses pengeringan kemoreaksi dilakukan, lemari pengering terlebih dahulu diisi dengan kapur api sebanyak 4 kg dan dibiarkan selama 24 jam, sama halnya dengan penelitian sebelumnya. Kemudian sewaktu kultur khamir basah dimasukkan, kapur api diganti dengan yang baru sesuai dengan perlakuan rasio sampel dengan jumlah kapur. Selama pengeringan diamati perubahan suhu kapur api serta suhu dan kelembaban udara lemari pengeringan. Pada akhir pengeringan diamati kadar air dan viabilitas kultur kering yang dihasilkan.
Sama dengan percobaan sebelumnya, pada awal proses pengeringan RH di dalam lemari pengering sedikit meningkat yaitu dari 40% naik hingga 75 - 80% dan beberapa jam kemudian kembali menurun seiring dengan menurunnya kadar air bahan yang dikeringkan. Kelembaban (RH) di dalam lemari pengering pada akhir pengeringan untuk masing-masing perlakuan adalah: R5 = 30%, R10 = 15%, R15 = 12%, R 20 = 10% dan R25 = 10%. Sedangkan suhu ruang pengering berkisar antara 27 hingga 28 0C dan suhu kapur berkisar antara 29 hingga 35 0C, pada masing-masing perlakuan kisaran suhu hampir sama.
Hasil pengeringan kemoreakasi dengan beberapa rasio penggunaan kalsium oksida (CaO) terhadap kadar air dan viabilitas kultur kering yang dihasilkan setelah pengeringan 24 jam dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Pengaruh rasio pemakaian CaO dan kultur khamir yang dikeringkan terhadap kadar air akhir dan viabilitas kultur kering yang dihasilkan dengan lama pengeringan 24 jam.
Rasio CaO dan kultur (g/g)
Kadar air akhir (% b b) (% b k) Total mikroba (koloni/g) Viabilitas (%) • 5 : 1 (R5) • 10 : 1 (R10) • 15 : 1 (R15) • 20 : 1 (R20) • 25 : 1 (R25) 12.06 4.41 4.23 4.30 4.26 13.72 4.61 4.42 4.49 4.45 0.94 x109 1.05 x109 1.07 x109 1.26 x109 1.22 x109 1.75x109*) 54 60 61 72 70 100
*) Kontrol (kultur sebelum dikeringkan dengan kadar air awal 80 % basis basah)
Hasil pengamatan pada Tabel 6 diketahui bahwa kadar air akhir kultur kering yang dihasilkan hampir sama pada setiap perlakuan. Hal ini menunjukkan penurunan kadar air dalam proses pengeringan kemoreaksi, tidak saja dipengaruhi oleh jumlah CaO, tetapi juga oleh kadar air awal dari produk yang dikeringkan. Seperti diketahui produk yang dikeringkan adalah bahan yang sama dan kadar air awalnya juga sama. Kultur khamir yang dikeringkan mempunyai kadar air awal yang sangat tinggi, sehingga pada awal proses pengeringan jumlah air yang tersedia cukup banyak untuk dapat bereaksi dengan CaO. Setelah terjadi reaksi CaO dengan uap air dari
kultur yang dikeringkan, maka akan terbentuk Ca(OH)2 yang berupa serbuk putih. Ca(OH)2 akan menutupi bagian dari kapur api yang masih reaktif, sehingga mempengaruhi proses pengeringan. Pada periode pengeringan selanjutnya uap air yang tersedia akan semakin kecil, dan pengaruh penutupan ini lebih kecil pada jumlah kapur yang optimal dari pada jumlah kapur yang berlebihan.
Menurut Julianti (2003) dari hasil penentuan sorpsi isotermi terhadap Ca(OH)2 diketahui bahwa pengikatan air oleh Ca(OH)2 baru terjadi pada RH diatas 70% dengan kapasitas pengikatan yang sangat kecil. Oleh karena itu Ca(OH)2 tidak dapat digunakan sebagai absorben dalam proses pengeringan, apabila CaO yang masih tersisa pada kapur api ditutupi oleh Ca(OH)2, maka proses absorpsi air oleh CaO akan terhambat. Dengan demikian jumlah kapur api yang berlebihan tidak berpengaruh banyak terhadap penurunan kadar air. Oleh sebab itu kapur api digunakan dalam jumlah yang optimal dan tidak berlebih. Dari hasil penelitian ini rasio 10 : 1 (R10) sudah dapat digunakan untuk pengeringan kultur khamir karena kultur kering yang dihasilkan mempunyai kadar air yang rendah dan viabilitas yang tinggi.
Bila dibandingkan dengan metode pengeringan kultur mikroba lainnya, metode pengeringan kemoreaksi cukup potensial untuk dikembangkan, disamping itu biaya operasionalnya rendah dan menghasilkan viabilitas kultur yang tinggi. Hasil penelitian penggunaan beberapa metode pengeringan terhadap mikroba yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya antara lain oleh Nuraida et al. (1994) metode pengeringan dengan oven vakum terhadap starter yoghurt, diperoleh viabilitas 70 %, sedangkan pengeringan dengan oven biasa, viabilitas hanya 25 %. Selanjutnya Jenie et al. (1996) malaporkan penggunaan metoda pengeringan dengan oven vakum terhadap kultur starter Lactococcus lactis diperoleh viabilitas tertinggi sekitar 58 %. Kemudian To & Etzel (1997) dengan metoda pengeringan beku terhadap beberapa spesies asam laktat diperoleh viabilitas sekitar 60 – 70 %.
Menurut Salgado-Cervantes et al. (2003) khamir kering yang dihasilkan dengan proses pengeringan semprot (spray drying), banyak mengandung cemaran bakteri. Viabilitas setelah rehidrasi tidak berpengaruh nyata, tetapi hasil alkohol yang diperoleh dengan fermentasi menggunakan khamir kering hanya mencapai tingkat 1.4% - 1.8% ( v/v). Sedangkan dengan menggunakan krim khamir atau kultur segar, alkohol yang diperoleh adalah 5.5%.
Jika dilihat viabilitas kultur kering yang dihasilkan pada Tabel 3, persen-tasenya masih rendah. Tetapi jumlah sel hidup pada media pertumbuhan hasilnya sudah cukup tinggi, sehingga proses pengeringan kemoreaksi dapat diaplikasikan untuk menghasilkan kultur kering. Menurut Davis (1975) kultur starter yang baik harus mengandung sel hidup diatas 107 koloni/gram berat kering. Pada hasil penelitian ini kultur starter kering yang dihasilkan rata-rata untuk setiap perlakuan adalah diatas 109 koloni/gram berat kering.
Karakteristik kultur khamir kering hasil penelitian ini bila dibandingkan dengan khamir kering komersial seperti pada Tabel 7, terlihat banyak kesamaannya. Jadi metode pengeringan
kemoreaksi baik digunakan untuk pengeringan kultur mikroba, karena hasil yang diperoleh memenuhi persyaratan yang ditentukan untuk khamir kering aktif
Tabel 7. Karakteristik khamir kering aktif komersial dan hasil penelitian
Karakteristik Komersial (USDA, 2001) Hasil penelitian
1. Prosessing 2. Flavor dan odor 3. Penampilan/warna 4. Bahan asing
5. Penyimpanan dan umur simpan
6. Volume dan tekstur
Pengeringan dari kultur murni
Saccharomyces cerevisiae
Bebas dari bau yang tidak diinginkan
Berwarna coklat terang Bebas dari serangga dan kotoran
Harus disimpan ditempat dingin atau suhu kamar, digunakan untuk sekali pakai perkemasan
Menghasilkan volume dan tekstur yang baik bila digunakan untuk pembuatan roti
Pengeringan dari kultur murni
Saccharomyces cerevisiae
Tidak berbau
Mempunyai flavor khas Berwarna coklat terang Bebas dari serangga dan kotoran
Disimpan ditempat kering pada suhu kamar, dan digunakan untuk sekali pakai perkemasan
(belum diuji)
1. Analisis mikrobiologi * Salmonella
2. Analisis kadar air * khamir kering aktif * khamir aktif instan negatif (BAM/Bab 5) 6.0 - 8.5 persen (AOAC /960.18 - 961.06) 4.0 - 5.5 persen (AOAC /960.18 - 961.06)
kapang dan BAL < 2 % negatif
4.0 - 5.0 persen
Untuk persiapan kultur starter kering yang diperlukan pada tahap percobaan selanjutnya, maka proses pengeringan kultur khamir dilakukan dengan ketebalan lapisan 1.3 mm, rasio bahan basah dengan kapur yang digunakan adalah 1 : 10 dan lama pengeringan adalah 24 jam.
Isotermi Sorpsi Air dan Pengaruh Bahan Pelindung
Kadar Air Kesetimbangan
Kadar air kesetimbangan adalah kadar air bahan pada tekanan uap air yang setimbang dengan RH lingkungannya (Heldman dan Singh 1981). Kadar air kesetimbangan bahan pangan perlu diketahui untuk membuat kurva isotermi sorpsi air bahan pangan tersebut.
Penentuan kadar air kesetimbangan kultur kering Saccharomyces cerevisiae dilakukan secara absorpsi, yaitu dengan menyimpan ± 0.3 g sampel di dalam beberapa desikator yang mempunyai nilai kelembaban (RH) tertentu, dari 11.2% sampai 97%. Selama penyimpanan terjadi absorbsi dan desorpsi, sehingga kadar air sampel dalam desikator dapat berkurang atau bertambah. Bila berat sampel yang disimpan sudah konstan, berarti sudah tercapai
kesetimbangan kadar air sampel dengan RH desikator. Berat konstan ini diketahui dengan cara menimbang sampel dalam selang waktu tertentu selama penyimpanan.
Penentuan kadar air kesetimbangan dilakukan pada suhu 27 0C. Kultur khamir kering yang digunakan adalah hasil pengeringan kemoreaksi dengan kadar air 4.6% (bk), disamping itu juga digunakan kultur kering yang diberi bahan pelindung berupa CMC dan agar-agar, masing-masing 2% dari berat sampel. Tujuan pemberian bahan pelindung adalah untuk mengurangi pengaruh langsung peningkatan kadar air selama penyimpanan terhadap viabilitas kultur kering, yaitu dengan menutupi permukaan sel. Disamping itu juga berfungsi untuk mengurangi kebocoran sel apabila sel kering direhidrasi.
Hasil pengukuran berat sampel (kultur khamir kering dan kultur khamir kering yang ditambah bahan pelindung) setelah terjadi kesetimbangan dengan berbagai tingkat RH ruang penyimpanan dapat dilihat pada Lampiran 3 – 4. Kemudian dilakukan perhitungan kadar air keseimbangan (Me) (% bk) dengan masing-masing RH dalam persen atau aw (= RH/100). Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil perhitungan kadar air kesetimbangan kultur kering Saccharomyces cerevisiae pada berbagai nilai aw
Kadar air kesetimbangan (% basis kering) Aktivitas air
(aw) Kamir kering Kamir kering + 2% agar-agar Kamir kering + 2 % CMC 0.11 0.23 0.32 0.36 0.43 0.57 0.64 0.69 0.74 0.81 0.84 0.87 0.90 0.93 0.97 3.39 3.60 4.52 5.58 6.59 7.98 9.79 12.17 14.36 16.27 21.27 27.00 33.18 39.20 46.09 3.40 4.22 5.34 6.04 7.62 8.94 11.79 13.82 15.98 17.32 23.45 29.23 35.02 40.73 49.87 3.02 3.57 4.42 5.19 6.14 8.34 10.57 13.06 15.80 17.62 21.46 27.75 34.09 40.53 48.52
Data hasil perhitungan kadar air kesetimbangan kultur khamir kering, diketahui kadar air meningkat sejalan dengan meningkatnya RH desikator. Sedangkan dengan penambahan bahan pelindung peningkatan kadar airnya sedikit lebih tinggi dari yang tidak diberi bahan pelindung. Hal ini disebabkan bahan pelindung yang digunakan mempunyai daya ikat air yang lebih kuat