BAB II TINJAUAN PUSTAKA
J. Landasan Teori
Umbi bengkuang (Pachyrrizus erosus) adalah merupakan tanaman jenis
umbi-umbian. Kandungan kimia yang terdapat pada umbi bengkuang adalah pachyrhizon, rotenon, vitamin B1, dan vitamin C. Umbi bengkuang juga mengandung inulin yang bermanfaat bagi kesehatan. Inulin bersifat larut di dalam air, tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan, tetapi difermentasi mikroflora kolon (usus besar). Oleh karena itu, inulin berfungsi sebagai prebiotik
(Anonimb, 2009). Inulin dan oligosakarida disebut sebagai prebiotik karena secara
selektif merangsang pertumbuhan dan atau aktivitas beragam jenis bakteri usus
40
Tinjauan Pust aka
Karena sifat ini maka inulin dan oligosakarida dapat dikombinasikan dengan sediaan probiotik (bakteri hidup yang ditambahkan pada makanan inang untuk
meningkatkan kesehatan). (Anonim, 2010.. Inulin dan FOS secara nyata dapat
meningkatkan pertumbuhan Bifidobakteria dan Lactobacillus (Gibson, et.al, 1995;
Langlands, et.al, 2004 dan Pompai, et.al, 2008). Di dalam usus besar, hampir seluruh inulin difermentasi menjadi asam-asam lemak rantai pendek dan beberapa mikroflora spesifik menghasilkan asam laktat (Widowati, 2008).
Bakteri yang berperan sebagai komponen probiotik salah satunya adalah
Lactobacillus casei. Bakteri Lactobacillus casei mampu tumbuh pada suhu 15ºC dan memiliki suhu optimum 37ºC. Untuk pH optimal produksi asam laktat adalah
3,3-7,0 (Hadiwiyoto, 1994). Lactobacillus casei tidak menyebabkan penyakit.
Tidak hanya itu umumnya dianggap tidak berbahaya, L. casei juga diakui sebagai
mikroorganisme yang menguntungkan dan nonpathogenik. Oleh karena itu
Lactobacillus casei dikenal dengan baik sebagai probiotik (Anonimf, 2009). Gabungan antara prebiotik dari inulin yang terdapat pada umbi bengkuang
dan kultur starter L. casei yang merupakan probiotik disebut sebagai sinbiotik.
Menurut Gipson and Fuller (1999), minuman sinbiotik adalah minuman kesehatan
yang merupakan salah satu makanan fungsional yang merupakan salah satu makanan fungsioanl berupa suplemen yang mempunyai efek menguntungkan terhadap tubuh dengan cara menyembangkan zat-zat dalam pencernaan yang dikonsumsi manusia dalam bentuk cairan minuman.
Menurut Winarti (2010), di dalam usus besar , bahan prebiotik akan
41
Tinjauan Pust aka
menghasilkan asam lemak rantai pendek (Short Chain Fatty Acid = SCFA), dalam
bentuk asam asetat, propionat, butirat dan juga asam laktat, karbondioksida dan hidrogen.
Inulin yang terdapat pada umbi bengkuang merupakan golongan oligosakarida dan poligosakarida yang tidak dapat digunakan secara langsung oleh
L. casei, sehingga perlu ditambahkan gula untuk menstimulir pertumbuhannya. Selain itu juga perlu ditambahkan laktosa. Dimana selama proses fermentasi laktosa akan diubah menjadi asam laktat. Laktosa sebagai sumber karbon dan energi dihidrolisa oleh starter dengan hasil akhir asam piruvat yang selanjutnya
dirombak menjadi asam laktat oleh enzim laktat dehidrogenase.
Menurut Widodo (2003), Lactobacillus casei membutuhkan laktosa yang
dapat difermentasi karena bakteri tersebut tidak akan mampu hidup dalam
medium yang mengandung sangat sedikit laktosa. Lactobacillus casei merupakan
bakteri asam laktat yang bersifat homofermentatif, yaitu bakteri yang menghasilkan produk fermentasi tunggal yaitu asam laktat. Pada fermentasi asam
laktat, laktosa dihidrolisis oleh enzim β-galaktosidase menjadi glukosa dan
galaktosa. Galaktosa akan diubah menjadi glukosa-6-fosfat melalui Leloir
pathways dan kemudian bersama dengan glukosa difermentasi melalui alur
Embden Meyerhof Parnas membentuk asam laktat.
Menurut Marshall (2003), susu skim merupakan bahan padatan bukan lemak susu yang merupakan bagian dari susu yang telah diambil lemaknya dan mengandung laktosa, protein dan mineral serta vitamin-vitamin yang tidak larut lemak. Laktosa adalah disakarida yang terdiri dari glukosa dan galaktosa. Salah
42
Tinjauan Pust aka
satu fungsi laktosa yang paling utama adalah sebagai media fermentasi bagi bakteri asam laktat (Goff, 2006). Menurut Hadiwiyoto (1983), susu skim merupakan bagian yang banyak mengandung protein. Protein susu dalam pembuatan minumaan sinbiotik berfungsi sebagai sumber nitrogen pada
pertumbuhan Lactobacillus casei, sehingga dengan penambahan susu skim
diharapkan pertumbuhan Lactobacillus casei sangat optimal.
Penambahan susu skim dalam bentuk bubuk berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi mikroba, juga digunakan untuk memperbaiki tekstur (Santosa, dkk., 1988). Dan menurut Astawan dan Astawan (1991), selain sebagai sumber laktosa pada pembuatan yoghurt. Penambahan susu skim juga berfungsi untuk meningkatkan keasaman, kekentalan, aroma, protein dan mengurangi bau langu.
Selain penambahan nutrisi, dalam pembuatan minuman probiotik perlu
dilakukan penambahan starter (Lactobacillus casei) dengan konsentrasi yang tepat
dimana semakin tinggi konsentrasi starter maka pertumbuhan bakteri asam laktat akan semakin cepat (Fardiaz, 1992). Namun demikian penambahan konsentrasi starter yang berlebihan dapat menyebabkan jumlah bakteri asam laktat menurun karena dihasilkannya asam yang berlebihan.
Proses fermentasi pada susu akan menghasilkan asam-asam organik yang akan menyebabkan pH susu turun hingga mencapai titik isoelektris protein susu (sekitar 4-4,5). Sehingga menyebabakan kasein yang merupakan protein utama dalam susu. menjadi tidak stabil dan terkoagulasi (menggumpal) dan membentuk gel yoghurt. Gel yoghurt ini semi solid (setengah padat) dan menentukan tekstur dari yoghurt. Selain berperan dalam pembetukan tekstur, asam laktat juga
43
Tinjauan Pust aka
berperan memberikan ketajaman rasa dan aroma yang khas (asam) pada yoghurt (Koswara, 1992).
Kualitas minuman sinbiotik ditentukan oleh jumlah bakteri, total asam, aroma dan rasa. Untuk meningkatkan tingkat keasaman dan mempercepat pembentukan asam laktat, maka konsentrasi starter yang ditambahkan harus cukup dan tepat sehingga menghasilkan minuman sinbiotik dengan kualitas yang baik (Surajudin, 2005).
Laktosa yang terdapat dalam susu skim akan digunakan oleh bakteri
sebagai sumber energi dan sumber karbon selama pertumbuhan pada saat
fermentasi. Sumber energi yang digunakan oleh bakteri dalam merubah menjadi
asam laktat selain dari susu skim, sumber energi juga diperoleh dari bahan baku atau bahan tambahan lain. Semakin banyak yang dapat memproduksi asam laktat, semakin tinggi asam laktat yang terbentuk (Albaarri dan Tri Djoko, 2007). Semakin tinggi laktosa maka jumlah asam laktat yang dihasilkan akan semakin tinggi juga. Penguraian laktosa menjadi asam laktat dipengaruhi oleh banyaknya laktosa dan jumlah bakteri asam laktat yang ditambahkan (Triyono, 2010).
Dengan kandungan nutrisi (laktosa) yang cukup dan konsentrasi starter
awal L. casei yang tepat diharapkan akan dihasilkan produk minuman sinbiotik
yang berkualitas baik secara fisik, kimia maupun mikrobiologi dan secara organoleptik disukai oleh konsumen.
44
Tinjauan Pust aka