KARAKTERISTIK FISIK GRANUL KULTUR STARTER KEFIR
YANG DIKOMBINASI DENGAN
SINBIOTIK TERENKAPSULASI
DAN APLIKASINYA
SKRIPSI
ROSALIA PRAHARYANTI
DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN FAKULTAS PETERNAKAN
RINGKASAN
ROSALIA PRAHARYANTI. D14050406. 2009. Karakteristik Fisik Granul Kultur Starter Kefir yang Dikombinasi dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dan Aplikasinya. Skripsi. Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Rarah R. A. Maheswari, DEA Pembimbing Anggota : Sutriyo, M.Si.,S.Si, Apt.
Pengolahan susu fermentasi dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu susu fermentasi asam laktat dengan produk yogurt dan susu fermentasi asam laktat beralkohol dengan produk kefir yang merupakan susu fermentasi yang melibatkan aktivitas mikroorganisme yang terdapat pada biji kefir atau bulk starter kefir. Ketersediaan kultur bakteri asam laktat asal biji kefir sangat langka di Indonesia, dan biasanya sangat mahal. Diversifikasi produk olahan susu melalui fermentasi terkendala dengan keterbatasan kultur starter. Salah satu upaya untuk memenuhi keterbatasan kultur starter kefir yaitu dengan penyediaan kultur di dalam negeri atau dengan cara memproduksi. Pembuatan kultur starter kering dalam bentuk granul dengan penambahan probiotik dan prebiotik terenkapsulasi adalah hal baru yang dapat dilakukan untuk memperoleh nilai guna atau manfaat kultur starter, khususnya dalam menghasilkan pangan fungsional.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses pembuatan kultur starter kefir dengan penambahan probiotik dan prebiotik (sinbiotik) terenkapsulasi serta aplikasinya terhadap kualitas fisik yaitu indeks kompresibilitas dan waktu larut, viskositas, pH dan total asam tertitrasi. Penelitian dilaksanakan dari bulan Februari sampai Agustus 2009. Lokasi penelitian dilaksanakan di laboratorium mikrobiologi susu Bagian Teknologi Hasil Ternak, Pasca Panen dan Balai Besar Industri Agro (BBIA), Bogor. Penelitian menggunakan bahan baku kultur starter bakteri yang terdiri atas bakteri asam laktat asal biji kefir, dan bakteri probiotik La RM-01dan Bl RM-01 koleksi bagian Teknologi Hasil Ternak.
Penelitian tahap 1 meliputi persiapan kultur starter kefir dan probiotik, serta penentuan waktu pemanenan bakteri asam laktat sebagai kultur starter kefir dan probiotik, pembuatan kultur starter kering kefir, bioenkapsulasi sinbiotik, pembuatan kultur starter kefir dalam bentuk granul, penentuan formulasi terbaik, dan proses pengemasan. Pada tahap 2 dilakukan evaluasi granul meliputi pengujian waktu larut dan uji kompresibilitas granul, pengamatan fisik granul meliputi warna, tekstur, ukuran, dan aplikasi kultur starter kefir sinbiotik dalam bentuk granul dan pengujian terhadap kefir yang dihasilkan meliputi pH, TAT, dan viskositas.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap Searah untuk menguji kualitas fisik granul kefir sinbiotik terenkapsulasi yaitu indeks kompresibilitas dan waktu larut. Adapun perlakuannya adalah imbangan laktosa dan SSG yang berbeda pada 3 formula. Masing-masing formula terdiri dari 3 ulangan dan masing-masing ulangan terdiri dari dua ulangan. Aplikasi granul untuk pembuatan kefir diuji secara deskriptif yang meliputi viskositas, pH, dan TAT dari ketiga formula dengan kontrol yaitu kefir dengan kultur starter cair.
yang ada dipasaran (1 menit 52 detik). Rataan nilai viskositas, pH dan total asam tertitrasi kefir granul sinbiotik terenkapsulasi: 3-6 desi Pasca secon, 4,51-4,6, dan 0,56-1,06%. Formulasi dengan imbangan laktosa dan SSG yang berbeda tidak mempengaruhi indeks kompresibilitas dan waktu larut granul (P>0,05). Kualitas kefir hasil aplikasi kultur starter dalam bentuk granul kefir tergolong baik dan memiliki nilai viskositas, pH dan total asam tertitrasi yang tidak berbeda dengan produk kefir yang berasal dari kultur starter kefir cair.
Kata-kata kunci : kultur starter, kefir, enkapsulasi, granul, sinbiotik
Physical Characteristics of Kefir Starter Culture Supplemented With Encapsulated Sinbiotics and Kefir Starter Culture Application
Praharyanti, R., R.R.A. Maheswari, and Sutriyo
Kefir is a fermented milk product and characterized by produce acid and alcohol. It is production by activity of microorganism named kefir grain or bulk starter kefir. Availability of kefir starter culture in Indonesia is limited. The production of starter culture in the form of granul could fulfill rareability of kefir starter culture. Three formulations with different rasio of lactose and SSG were used to produce granul kefir starter culture that was also supplemented with encapsulated sinbiotics. The sinbiotic composed from Lactobacillus acidophilus and Biifidobacterium longum as probiotics, and inulin as prebiotics. The aim of this experiment was to analyze the viscosity, pH and total acid (%) of kefir produced from granul with different formulations. Physical characteristic of granul was evaluated by solubility and compressibility. The compressibility of the granul had an average of 17,49 % and the solubility was 1 minute 25 seconds more soluble than the beverage of commercial granul. Kefir was produced by using different formulations of granul had viscosity, pH and total lactic acid as same as control that was made up of liquid starter culture of kefir.
Keywords : characteristic, kefir, granul, sinbiotics
SINBIOTIK TERENKAPSULASI
DAN APLIKASINYA
ROSALIA PRAHARYANTI D14050406
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2010
Nama : Rosalia Praharyanti
NIM : D14050406
Menyetujui
Pembimbing Utama, Pembimbing Anggota,
Dr. Ir. Rarah Ratih Adjie Maheswari, DEA Sutriyo, MSi., Apt.
NIP. 19620504 198703 2 002 NIP. 19730321 199702 1 002
Mengetahui : Ketua Departemen
Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan Fakultas Peternakan IPB
Prof. Dr. Ir. Cece Sumantri, M.Agr.Sc NIP. 19591212 198603 1 004
Tanggal Ujian : 11 Desember 2009 Tanggal Lulus :
Penulis dilahirkan pada tanggal 3 Februari 1987 di Grobogan, Jawa Tengah. Penulis adalah anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Sarminto dan Ibu Rumini. Pendidikan dasar diselesaikan pada tahun 1999 di SDN Kuwu 2, Desa Kuwu. Pendidikan lanjutan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2002 di SLTP N 1 Kradenan, Kuwu dan pendidikan lanjutan menengah atas diselesaikan pada tahun 2005 di SMU N 1 Kradenan, Kuwu. Penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur masuk Undangan Seleksi Masuk IPB pada tahun 2005. Setelah satu tahun di Tingkat Persiapan Bersama, penulis diterima sebagai mahasiswa IPTP di Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor dengan Mayor Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
Penulis aktif di berbagai organisasi meliputi anggota paduan suara mahasiswa Agriaswara (2006-2008), anggota Himpunan Mahasiswa Produksi ternak (2007-2008), dan Reporter majalah Emulsi (2007-2009). Penulis aktif mengikuti lomba-lomba karya tulis ilmiah diantaranya Program Kreatifitas Mahasiswa Bidang Penelitian dan Program Kreatifitas Mahasiswa Bidang Kewirausahaan yang berjudul “Komersialisasi Kentucky Rabbit sebagai Bahan Pangan Bergizi Tinggi” dan “Brownies Yoghurt Sinbiotik Kukus dengan Probiotik B. longum dan L. acidophilus
yang diperkaya Prebiotik FOS asal Pisang “. Penulis juga pernah menjadi asisten Mata Kuliah Teknologi Pengolahan Susu.
Puji dan syukur Penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat, karunia dan rahmat-Nya sehingga dapat menyelesaikan skripsi penelitian ini. Shalawat dan salam semoga tetap tercurah kepada nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat serta umat-Nya yang istiqomah di jalan-Nya.
Skripsi dengan judul “Karakteristik Fisik Granul Kultur Starter Kefir yang Dikombinasi dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dan Aplikasinya”, disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dilakukan sebagai salah satu sumbangan pemikiran terhadap keterbatasan ketersediaan kultur starter kefir yang semakin banyak dicari masyarakat untuk menghasilkan kefir yang bermanfaat bagi kesehatan diantaranya sebagai imunostimulan bagi penderita kanker, tumor dan herpes. Selain itu kefir sangat cocok bagi penderita lactose intolerance sehingga mudah dicerna bagi penderitanya.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat berbagai kekurangan dan kelemahan dalam tulisan ini. Sesungguhnya kesalahan dalam tulisan ini datang dari Penulis dan kebenarannya hanya datang dari Allah SWT. Tak lupa Penulis ucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam penyusunan tulisan ini, hanya Allah Yang Maha Pemurah dan Penyayang yang akan membalasnya. Penulis berharap hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan lebih lanjut.
Bogor, Januari 2010
Penulis
RINGKASAN... ...
Sodium Starch Glycolate (SSG)... Metode Pengeringan Semprot dan Beku... Pembuatan Kultur Starter Kefir dan Bakteri Probiotik... Pembuatan Kultur Starter Kering Kefir...
Bioenkapsulasi Sinbiotik... Pembuatan Kultur Starter Kefir Sinbiotik (Granul)...
Penelitian Tahap 2... Prosedur Evaluasi Fisik Kultur Kefir Sinbiotik... Pengamatan Fisik Granul...
Waktu Larut... Indeks Kompresibilitas...
Prosedur Pengujian Aplikasi Granul Kefir...
Nilai pH... TAT... Viskositas... HASIL DAN PEMBAHASAN...
Penelitian Tahap 1... Pemeriksaan Kemurnian Starter Kefir dan bakteri
Probiotik ...
DAFTAR TABEL
1. Formulasi Granul Kultur Starter Kefir Probiotik... 2. Kriteria Indeks Kompresibilitas... 3. Morfologi Kultur Starter Kefir dan Probiotik... 4. Nilai Rataan Indeks Kompresibilitas... 5. Waktu Larut Granul Kefir Formula 1, 2, 3 dan Produk Komersil. 6. Nilai Viskositas Aplikasi Granul Kefir Sinbiotik... 7. Nilai pH Produk Granul Masing-masing Formulasi... 8. Jumlah Total Asam Tertitrasi...
DAFTAR GAMBAR
1. Struktur Kimia Alginat...…... 2. Diagram Alir Mikro Enkapsulasi... 3. Diagram Alir Bioenkapsulasi... 4. Proses Pembuatan Kultur Starter Kefir Sinbiotik dengan Metode Granulasi Basah...
5. Morfologi Kultur Starter Bakteri Kefir... 6. Morfologi Bakteri L. acidophilus (RAM 01)... 7. Morfologi Bakteri B. longum (RAM 01)... 8. Hasil Biokapsul dari Probiotik yang Ditambah Prebiotik... 9. Hasil Freeze dryB. longum (RAM 01)dan L. acidophilus
(RAM 01)... 10.Kefir Dalam Bentuk Bubuk Setelah Spray Dry... 11.Penampakan Fisik Granul Terenkapsulasi... 12.Granul yang Dikemas Vakum... 13.Aplikasi Granul ke dalam Susu...
Halaman 10 20 21
22 28 28 28 31
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Uji Asumsi Analisis Keragaman ... 53
2. Analisis Ragam Indeks Kompresibilitas ... 53
3. Analisis Ragam Waktu Larut ... 53
4. Tabel Kefir Kontrol (Kultur Cair) ... 53
5. Gambar Kultur Starter Kefir yang di Spray Dry ... 54
6. Gambar Kultur Starter L.acidophilus (RAM 01) dan B.longum (RAM 01) 54 yang di Freeze Dry ... 54
7. Gambar Sodium Starch Glycolate (SSG)... 54
8. Gambar Laktosa ... 54
9. Gambar Bulk Density Tester untuk Uji Kompresibilitas Granul ... 54
10. Gambar Spray Dryer untuk Pengeringan Kefir ... 54
11. Gambar Alat Pengujian Waktu Larut Granul ... 54
PENDAHULUAN Latar Belakang
Susu merupakan bahan pangan yang kaya akan nutrisi seperti protein, karbohidrat, lemak, vitamin, mineral dan asam amino. Kandungan air dan nutrisi yang tinggi pada susu menyokong pertumbuhan mikroba kontaminan sehingga menyebabkan kerusakan pada susu segar. Salah satu teknologi pengolahan susu yang tepat guna adalah melalui proses fermentasi yang sangat dianjurkan karena dapat memperpanjang umur simpan susu dan mampu mempertahankan kandungan nutrisinya, bahkan produknya mudah untuk dicerna dan baik untuk penderita lactose intolerance. Pengolahan susu fermentasi dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu susu fermentasi asam laktat dan susu fermentasi asam laktat beralkohol. Susu fermentasi asam laktat misalnya yoghurt dan yakult, sedangkan susu fermentasi asam laktat dan alkohol adalah kefir dan koumiss.
Ketersediaan kultur starter komersial kefir sangat langka di Indonesia, kalaupun ada pasti sulit memperolehnya dan mempunyai harga yang mahal. Keunggulan kefir dari segi kesehatan telah mulai dikenal di masyarakat sehingga produksinya harus lebih ditingkatkan. Salah satu upaya untuk memasyarakatkan kefir adalah dengan penyediaan kultur starter kefir di Indonesia, atau memproduksi kultur starter tersebut. Kultur starter yang diproduksi harus disediakan secara kontinyu, mudah didapat, mudah ditangani, dan murah harganya. Penyediaan kultur starter kefir di Indonesia perlu dikembangkan agar dapat memenuhi keterbatasan kultur starter kefir yang ada. Konsumsi produk fermentasi selain untuk memenuhi kesukaan, terutama dipilih konsumen atas pertimbangan manfaat terhadap kesehatan. Produksi kultur starter kefir dalam bentuk granul yang diperkaya dengan probiotik (L. acidophilus dan B. longum) dan prebiotik (inulin) diproduksi untuk menghasilkan pangan fungsional. Keberadaan probiotik dan prebiotik dalam saluran pencernaan sangat diperlukan untuk menghasilkan suatu sinbiotik yang bermanfaat bagi kesehatan. Sinbiotik tersebut harus mampu dipertahankan hingga mencapai di saluran pencernaan oleh karenanya keduanya perlu dilindungi dengan enkapsulasi.
Tujuan
TINJAUAN PUSTAKA
Kefir
Kefir merupakan minuman tradisional yang terkenal di Timur Tengah. Dunia mengatakan bahwa kalimat kefir berasal dari bahasa Turki yaitu “Keyif” yang artinya “perasaan menyenangkan”. Pernyataan tersebut secara keseluruhan benar artinya bagi kesehatan dan perasaan yang baik ketika mengkonsumsinya (Chaitow dan Trenev, 2002). Kefir berasal dari gunung Caucasus di Uni Soviet dan Asia Tengah yang sudah dikonsumsi sejak ribuan tahun yang lalu. Produk fermentasi susu dari kefir menggunakan biji kefir dan kultur induk yang diambil dari biji kefir. Biji kefir terlihat seperti batu karang atau gumpalan kecil bunga kol, yang mengandung campuran bakteri yang kompleks (meliputi bermacam-macam lactobacilli,
lactococci, leuconostocs dan bakteri asam laktat) dan khamir (keduanya memfermentasikan laktosa dan non laktosa). Seperti halnya khamir, bakteri probiotik juga ditemukan dalam kefir. Biji kefir atau kultur induk (Libudzisz dan Piatkiewicz, 1990) ditambahkan pada jenis susu yang berbeda. yaitu sapi, kambing atau domba, kelapa, nasi dan kedelai tapi umumnya dibuat dari susu sapi. Hasil fermentasi biji kefir mengandung banyak asam laktat, asam asetat, dan CO2.
Flavor kefir berasal dari asam dan kombinasi CO2- dengan alcohol. Kultur starter menghasilkan asam laktat, sedangkan alkohol, rasa berbusa, dan beruap dihasilkan oleh kapang dan khamir yang memfermentasikan laktosa menjadi alkohol dan CO2. Menurut Koroleva (1991), adanya CO2 dan sedikit alkohol di dalam kefir dapat membangkitkan selera konsumsi bagi manusia. Komposisi kadar nutrisi biji kefir adalah air sebanyak 89,5%, lemak 1,5%, protein 3,5%, abu 9,6%, laktosa 4,5%, dengan nilai pH 4,6 sedangkan kandungan asam laktat berkisar antara 0,8-1,1% dan alkohol 0,5-2,5% (Rahman et al., 1992).
Cross dan Overby (1988) mengatakan bahwa bahan baku dalam pembuatan kefir yang mengalami perlakuan pemanasan dengan tujuan untuk memaksimalkan denaturasi protein whey dan menekan penyatuan misel kasein dengan whey, sehingga akan meningkatkan kekentalan kefir. Kefir mempunyai kekentalan yang khas, berwarna krem dan mempunyai rasa asam.
Kultur starter kefir merupakan bibit yang digunakan dalam pembuatan kefir. Kultur starter kefir mengandung bakteri asam laktat dan khamir. Pembuatan kefir pertama kali menggunakan biji kefir sebagai bibitnya (Kosikowski, 1982). Biji kefir mempunyai ukuran yang bervariasi dengan diameter antara 2-15 mm (Robinson dan Tamime, 1981) bentuknya tidak beraturan dan berlekuk-lekuk, menyerupai kembang kol, elastis berwarna krem atau kuning gading, tidak dapat larut dalam air maupun pelarutnya. Biji kefir akan mengembang jika dimasukkan ke dalam susu karena biji kefir akan menyerap air dan warnanya berubah menjadi putih. Umumnya biji kefir dapat dipakai berulang kali. Biji kefir dipisahkan dari produk setelah fermentasi selesai dengan cara penyaringan. Biji kefir dicuci dan direndam dalam air dingin dan disimpan pada suhu 4°C. Biji kefir yang telah dicuci dan dikeringkan dalam larutan garam dapat disimpan selama satu bulan pada suhu 4oC (Robinson dan Tamime, 1981).
Biji kefir mengandung bakteri asam laktat Streptococcus lactis, S. cremoris
dan L. bulgaricus serta khamir yang memfermentasikan laktosa seperti
Kluyveromyces sp., Torula sp. dan Saccharomyces cereviceae dan Sc. calsbergensis
(Kwak et al., 1996). Biji kefir termasuk langka dan susah didapatkannya, oleh karena itu kefir yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bulk starter untuk membuat kefir selanjutnya dengan hanya menambahkannya sebanyak 3-5% dalam media susu (Robinson, 1981). Menurut Kosikowski (1982) granula kefir dalam keadaan basah di dalam air dingin mampu bertahan 8-10 hari dan setelah itu aktivitasnya menurun. Granula kefir bertahan aktif sampai beberapa tahun dalam keadaan kering dan terlindung dari cahaya.
Probiotik
pangan, contohnya L.acidophilus, L. bulgaricus, S. thermophilus, Bifidobacteria sp.
dan Enterococci (Fuller, 1992).
Probiotik dapat diperoleh dengan cara mengkonsumsi produk olahan susu fermentasi yang mengandung bakteri dari kelompok Lactobacilli dan
Bifidobacterium (Fuller, 1989). Salah satu kelompok bakteri yang telah banyak digunakan sebagai probiotik adalah bakteri asam laktat (BAL). Tidak semua BAL dapat berperan sebagai probiotik, beberapa kriteria untuk menentukan strain mikroba sebagai probiotik yaitu (1) mampu melakukan aktivitas dalam memfermentasikan susu dalam waktu yang relatif cepat, (2) mampu menggandakan diri, (3) tahan terhadap suasana asam sehingga mampu hidup dan bertahan dalam saluran pencernaan, (4) menghasilkan produk akhir yang dapat diterima konsumen, dan (5) mempunyai stabilitas yang tinggi selama proses fermentasi, penyimpanan, dan distribusi.
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus acidophilus merupakan bakteri berbentuk batang, Gram positif dan tidak membentuk spora serta termasuk famili Lactobacillaceae, genus
Lactobacillus. L. acidophilus bersifat homofermentatif, non motil, menghasilkan DL-asam laktat. Asam laktat yang diproduksi sebesar 0,3-1,9 %. Suhu pertumbuhan optimal bakteri adalah 35-45° C, tetapi pada suhu kurang lebih 15°C tidak terjadi pertumbuhan. Nilai pH optimal untuk pertumbuhannya adalah 5,5-6,0 (Tamine dan Robinson, 1989).
Kerja fisiologis L. acidophilus adalah meningkatkan mikroflora usus karena
L. acidophilus dapat hidup dalam saluran pencernaan (Nakazawa dan Hasono, 1992). Kelebihan lain dari bakteri ini adalah dapat memfermentasi amigdalin, selobiosa, laktosa, salisin, dan sukrosa, tetapi tidak dapat memfermentasi manitol, serta ammonia tidak dihasilkan dari arginin (Robinson, 1981). L. acidophilus dilaporkan mampu menurunkan kolesterol, dikarenakan kemampuannnya untuk mengendalikan kadar serum kolesterol, juga meningkatkan kemampuan mencerna laktosa dan mengurangi resiko sakit perut dan diare. Nakazawa dan Hosono (1992) menyatakan,
mampu menurunkan produksi karsinogen sehingga mencegah perkembangan kanker didalam saluran pencernaan.
Bifidobacterum longum
Bifidobacterium memiliki karakteristik diantaranya (1) Gram positif, anaerobik dan tidak berspora, (2) panjangnya berkisar antara 2-8 µm, (3) optimum pertumbuhan pada suhu 36-38°C, (4) memfermentasi satu mol glukosa dengan fruktosa 6-phospate kinase untuk memproduksi 1,5 mol asetat dan satu mol asam laktat dan (5) terdapat beberapa bentuk seperti Y, V, bengkok, spatula, batang (Nakazawa dan Hasono, 1992).
Bifidobacterium memfermentasi laktosa untuk menghasilkan asam laktat dan asam asetat dengan rasio 2:3. Asam asetat yang dihasilkan mempunyai faktor pembatas yang dapat mengakibatkan kematian bakteri itu sendiri. Beberapa spesies
Bifidobacterium yang berperan dalam proses pengolahan susu diantaranya B. bifidum, B.adilescentis, B. breve, B. infantis dan B. longum (Widodo et al., 2003).
Bifidobacterium menghasilkan bifidan sebagai eksopolisakharida (EPS) yang terbukti mengawali adhesi dan sebagai pelekat permanent bakteri pada dinding usus. Beberapa senyawa EPS mengandung gluko- dan frukto-sakharida dan dapat menghasilkan asam lemak rantai pendek sehingga terhidrolisis dalam saluran usus oleh mikroflora usus besar serta memberi efek positif bagi kesehatan dan manfaat nutrisi sebagai prebiotik bagi flora usus (Surono, 2004).
Prebiotik
Prebiotik didefinisikan sebagai bahan pangan yang tidak tercerna dalam tubuh atau non digestible food ingredient yang memicu aktivitas dan pertumbuhan selektif probiotik dalam usus besar (MacFarlene, 1999). Walaupun prebiotik merupakan bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh pencernaan usus manusia, tetapi bersifat menguntungkan bagi pertumbuhan dan keaktifan satu atau lebih jenis bakteri baik yang berada dalam kolon seperti spesies dari genus Bifidobacteria
Prebiotik berupa serat makanan, baik yang larut air (pektin, gum, alginat) dan yang tidak larut air seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin. Selain itu prebiotik dapat berasal dari oligosakarida seperti FOS (fruktooligosakarida), soybean oligosakarida, dan isomaltooligosakarida serta prebiotik yang lambat serap, yaitu laktulosa, laktitol, xilitol, sorbitol, dan manitol (Jenie, 2003). Bahan pangan sebagai sumber prebiotik adalah bawang putih, asparagus, pisang, chicory, umbi dahlia dan
Jerusalem artichoke (MacFarlene, 1999).
Prebiotik harus memenuhi beberapa ketentuan diantaranya tidak terhidrolisis dan diserap di bagian usus halus hingga usus besar tanpa mengalami perubahan struktur dan tidak diekskresikan ke dalam tinja, serta mampu mengubah mikroflora kolon menjadi komposisi yang menguntungkan kesehatan. Prebiotik berbentuk substrat selektif untuk mikroflora komersial yang menguntungkan dalam kolon, sehingga dapat memicu pertumbuhan bakteri yang aktif melakukan metabolisme (http://www.pediatrik.com/pojokkhusus, 2009)
Inulin Chicory (Cichorium intybus)
Inulin adalah karbohidrat tidak tercerna yang merupakan fruktan dan tidak hanya ditemukan di beberapa tanaman sebagai cadangan karbohidrat, tetapi juga bagian dari makanan harian manusia di beberapa negara (Steinbuchel dan Rhee, 2005). Inulin dan fruktooligosakarida merupakan bentuk umum dari fruktooligosakarida (FOS) yang terdapat secara luas di alam. Inulin terdiri atas polimer-polimer dengan rataan derajat polimerisasi 10, standar kemanisannya 10% dibandingkan dengan gula, dapat larut dalam air (maksimum 10 g/ 100 ml pada suhu kamar) dan mempunyai viskositas rendah (Tamime, 2005).
diketahui komposisi kimianya tidak berbusa, tanpa off flavour atau after taste
(Steinbuchel dan Rhee, 2005).
Enkapsulasi Probiotik
Mikroenkapsulasi adalah partikel kecil yang mengandung bahan aktif yang dikelilingi suatu lapisan. Mikroenkapsulasi didefinisikan oleh Anal dan Singh (2007) sebagai teknologi pengemasan bahan padatan, cair dan gas pada miniatur, disegel kapsul yang dapat mengeluarkan isinya dengan pengontrolan dibawah pengaruh kondisi yang spesifik. Mikrokapsul berupa membran semipermeabel, berbentuk bola, tipis dan membran kuat yang melingkupi inti padatan atau cairan dengan diameter bervariasi dari beberapa mikron sampai 1 mm, sedangkan Thies (1996) menyatakan bahwa mikroenkapsulasi adalah partikel kecil yang mengandung suatu zat aktif atau bahan inti yang dikelilingi suatu lapisan atau sel.
Enkapsulasi memberikan sarana untuk mengubah komponen dalam bentuk cairan menjadi partikel padat dan melindungi materi dari pengaruh lingkungan. Perlindungan yang diberikan oleh enkapsulasi dapat mencegah degradasi karena radiasi cahaya atau oksigen dan juga memperlambat terjadinya evaporasi (Risch, 1995). Struktur yang dibentuk oleh agen mikroenkapsulasi di sekeliling bahan yang dimikroenkapsulasi (inti) disebut sebagai sistem dinding. Dinding melindungi inti dalam mencegah pembusukan, mengurangi penguapan (kehilangan) bahan volatil inti dan mengeluarkan inti pada kondisi yang tidak diinginkan (Young et al., 1993).
Sebagian besar teknologi enkapsulasi menggunakan polimer food grade
seperti alginat, kitosan, carboxymethyl cellulose (CMC), karagenan, gelatin dan pektin (Anal dan Singh, 2007). Diantara teknik yang tersedia untuk imobilisasi sel hidup, penjeratan dalam manik-manik kalsium alginat sering digunakan untuk imobilisasi bakteri asam laktat (Chandramouli et al., 2003).
enkapsulasi bakteri dalam merangsang cairan lambung meningkat dengan bertambahnya ukuran kapsul (Anal dan Singh, 2007).
Enkapsulasi bakteri probiotik dapat digunakan pada beberapa produk fermentasi susu, seperti yogurt, keju, kultur krim, frozen dairy dessert dan untuk produksi biomassa. Enkapsulasi dapat pula diaplikasikan di beberapa industri makanan, termasuk stabilitas inti bahan, pengontrolan reaksi oksidasi, penutup flavor, warna atau bau, memperpanjang umur simpan dan melindungi komponen-komponen akibat penurunan zat gizi (Anal dan Singh, 2007). Mikroenkapsulasi dapat mengubah lemak susu menjadi bubuk yang kering dan stabil (Young et al.,
1993).
Bioenkapsulasi probiotik adalah pembentukan kapsul yang menyelubungi probiotik untuk melindungi dari degradasi karena radiasi matahari atau oksigen dan melindungi dari panas, pengeringan, penyimpanan, pH rendah serta memperlambat terjadinya evaporasi (Risch, 1995). Salah satu teknik bioenkapsulasi adalah dengan menggunakan kalsium alginat terutama dalam imobilisasi bakteri asam laktat. Alginat dapat berperan sebagai food additive. Gel alginat dapat dilarutkan dengan menyerap ion kalsium seperti sel yang terjebak untuk dibebaskan (Rao et al.,1989; Sheu dan Marshall, 1993 dalam Tamime, 2005).
Alginat
Asam alginat merupakan polimer alami yang diekstrak dari ganggang laut dan disusun dari ikatan 1-4 asam β-D-manuronat (M) dan α-L-glukoronat (G) (Anal dan Singh, 2007). Alga penghasil alginat umumnya tergolong ke dalam kelompok
Gambar 1. Struktur Kimia Alginat
Alginat dimanfaatkan karena sifat garamnya yang dapat larut di dalam air dan membentuk larutan kental, sehingga berfungsi sebagai pengental, pemantap suspensi, pengemulsi dan pembentuk film. Alginat digunakan pada industri pangan untuk es krim, lapisan gula pada kue, di dalam saus dan bumbu salad, anggur, bir, sari buah, daging. Alginat dapat diekstrak dengan larutan basa panas seperti natrium karbonat. Setelah penyaringan, alginat diendapkan dengan ion kalsium dan selanjutnya dilakukan pengasaman yang akan menghasilkan asam alginat. Asam alginat akan mengendap pada pH 4. Produk akhir alginat dalam bentuk serbuk atau tepung diperoleh dengan pengeringan pada suhu yang tidak terlalu tinggi. Proses ini biasanya diawali dengan proses sentrifugasi untuk menghilangkan sebagian kandungan air tepung alginat (Angka dan Suhartono, 2000).
Berbagai penelitian telah melaporkan bahwa manik-manik kalsium alginat sangat besar (>1 mm) disebabkan kekasaran tekstur pada makanan suplemen mikroba hidup dan manik-manik yang ukurannya kurang dari 100μm tidak secara signifikan melindungi bakteri dalam merangsang asam lambung dibandingkan dengan sel bebas (Anal dan Singh, 2007). Alginat mempunyai sifat non toksik untuk melakukan imobilisasi sel dan keuntungan ini dapat diterima sebagai makanan tambahan. Meskipun alginat telah digunakan secara luas untuk enkapsulasi bakteri probiotik, tetapi tidak terlihat beberapa keseragaman kondisi enkapsulasi. Konsentrasi sodium alginat bervariasi dari 0,5% sampai 4%. Kekurangan keseragaman atau tendensi ini menyebabkan beberapa kondisi enkapsulasi untuk kesimpulan yang berbeda mengenai penggunaan kalsium alginat sebagai matriks untuk enkapsulasi sel bakteri (Chandramouli et al., 2003).
Granul adalah gumpalan-gumpalan dari partikel-partikel yang lebih kecil, umumnya berbentuk tidak merata dan menjadi seperti partikel tunggal yang lebih besar. Ukuran granul biasanya berkisar antara ayakan 4–12 mesh. Umumnya granul dibuat dengan cara melembabkan serbuk yang diinginkan atau campuran serbuk yang digiling. Selain itu, juga dapat diolah tanpa melembabkan serbuk, dengan cara menyalurkan adonan dari bahan serbuk yang ditekan melalui mesin pembuat granul. Penggunaan bahan asal yang sama akan menghasilkan bentuk granul lebih stabil secara fisik dan kimia daripada serbuk saja. Setelah dibuat dan dibiarkan beberapa waktu, granula tidak segera mengering atau mengeras bila dibandingkan dengan serbuknya. Hal ini karena luas permukaan granul lebih kecil dibandingkan serbuknya (Ansel, 1989).
Menurut Voight (1994), granul sebaiknya memiliki bentuk dan warna teratur dan memiliki distribusi butir yang sempit serta mengandung bagian berbentuk serbuk lebih dari 10%. Granul sebaiknya juga memiliki daya luncur yang baik, tidak terlampau kering (kelembaban 3–5%), dan hancur dengan baik di dalam air. Hampir semua granul memerlukan bahan tambahan untuk memperoleh sifat fisik dan mekanik, sehingga mempermudah proses pembuatan granul dengan kualitas yang baik. Pemilihan bahan tambahan yang akan digunakan harus memperhatikan sifat-sifat bahan tambahan. Bahan tambahan tersebut terdiri atas bahan pengisi, bahan pengikat dan bahan pemanis.
Metode Granulasi basah
penambahan cairan pengikat, (4) pengayakan I, (5) pengeringan, dan (6) pengayakan II (Liberman et al., 1992).
Penggunaan sukrosa sebagai bahan pengikat adalah sebanyak 50-75% dari proses granul dan 2-25% dari formulasi. Pemilihan bahan pengikat yang tepat dapat meningkatkan kualitas hasil granulisasi (Liberman et al., 1992).
Bahan Pengisi (Filler)
Bahan pengisi adalah bahan yang ditambahkan agar diperoleh suatu bentuk, ukuran dan volume yang sesuai. Bahan pengisi merupakan komponen penting terutama untuk zat berkhasiat yang jumlahnya sangat kecil. Bahan pengisi harus bahan yang netral terhadap bahan berkhasiat, harus inert secara farmakologi, juga tidak berbahaya (Lachman et al., 1994).
Laktosa merupakan bahan pengisi yang paling banyak digunakan karena tidak bereaksi dengan hampir semua bahan obat, baik yang digunakan dalam bentuk hidrat atau anhidrat. Contoh bahan pengisi lain adalah selulosa mikrokristal, kalsium fosfat dibasa, kalsium sulfat, manitol, sorbitol, dekstrosa dan maltodekstrin (Lachman et al., 1994).
Bahan Pengikat (Binder)
Bahan pengikat adalah bahan yang digunakan untuk pengikat bahan-bahan lainnya agar granul yang dihasilkan bisa bertekstur kompak (Lachman et al., 1994). Pemakaian bahan pengikat disesuaikan dengan bahan aktif. Pada pembuatan granul bahan yang biasa digunakan adalah polivinilpirolidone (PVP). Contoh bahan pengikat lain yang digunakan adalah gelatin, pasta amilum, sukrosa, dan masih banyak lagi lainnya.
Sodium Starch Glycolate (SSG)
Sodium starch glycolate adalah garam sodium carboxymethyl ether dari
starch. Berat molekulnya 500.000 – 11.000.000. Sangat baik, putih atau tidak bebas serbuk, dan tidak berbau. Terdiri atas granul yang berbentuk oval atau bola, diameternya 30-100 μm dengan beberapa granul bulat berdiameter 10-35 μm.
obat-obatan sebagai disintegran formulasi kapsul dan tablet, sering direkomendasikan untuk penggunaan tablet dalam proses kompresibilitas dan proses granulasi basah. Konsentrasi dalam pemakaian SSG adalah 2-8% dalam formulasi dengan konsentrasi optimum 4% , walaupun pemakaian 2% adalah cukup (http://www.pediatrik.com/pojokkhusus, 2009).
Metode Pengeringan Semprot dan Beku
Dua metode pengeringan yang sering digunakan dalam industri pengolahan minuman fermentasi adalah pengeringan semprot dan beku. Metode pengeringan beku lebih baik karena suhu pengeringan yang digunakan -55oC lebih rendah daripada pengering semprot yang mencapai 180oC. Pengeringan beku hanya menyebabkan sedikit kerusakan pada komponen susu, ataupun kehilangan flavor. Pengeringan dengan menggunakan pengering beku jauh lebih mahal bila dipertimbangkan secara komersial (Tamime dan Robinson, 1989).
Metode pengeringan menggunakan pengering semprot disebut spray dryer. Pengering semprot merupakan salah satu alat yang dapat mengubah bentuk suatu produk dari bentuk cair, bubur, atau pasta ke bentuk kering ataupun tepung, butiran atau gumpalan (Master, 1979). Penggunaan pengering semprot mempunyai beberapa keuntungan diantaranya akan menghasilkan produk dengan kondisi yang seragam dan proses pengeringan berjalan cepat. Keuntungan lain yang dapat diperoleh adalah produk akan menjadi kering tanpa bersentuhan dengan permukaan logam panas. Persediaan udara pada pengering semprot mengurangi kelembaban dengan cara mendinginkan air, kemudian dipanaskan dengan uap air bertekanan tinggi dan elemen listrik. Kelemahan dari pengering semprot adalah suhunya yang terlalu tinggi dalam mengeringkan bahan yaitu 55 - 60ºC lebih tinggi dibandingkan dengan pengering beku yang mempunyai suhu lebih rendah yaitu 20-35°C. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada komponen susu ataupun kehilangan flavor lebih banyak.
bahan yang beku langsung menjadi uap air tanpa mengalami proses pencairan terlebih dahulu. Proses pengeringan beku mempunyai keuntungan karena volume bahan tidak berubah dan daya rehidrasi tinggi sehingga mendekati bahan asalnya. Menurut Fellows (1990) pengaruh utama yang disebabkan oleh proses pengeringan beku adalah kerusakan pada sel akibat terbentuknya kristal es. Selama proses pembekuan berlangsung, kristal es akan terbentuk di antara sel-sel dan merusak dinding-dinding sel yang saling berdekatan.
Senyawa Kriogenik
Senyawa kriogenik adalah suatu senyawa yang ditambahkan ke dalam kultur starter bakteri dengan tujuan membantu menjaga stabilitasnya terhadap perlakuan pengeringan. Tamime dan Robinson (1989) menyatakan bahwa kerusakan sel akibat proses pengeringan dapat diminimumkan dengan penambahan senyawa kriogenik diantaranya laktosa, sukrosa dan gula-gula alkohol. Hasil penelitian Hartaji (2000) menunjukkan bahwa penambahan bahan pengisi laktosa dan sukrosa dalam pembuatan larutan kefir memiliki kemampuan yang sama dalam mempertahankan kemampuan fermentasi larutan kultur kefir baik disimpan pada temperatur rendah maupun ruang.
Menurut Buckle et al., (1987) laktosa adalah karbohidrat utama yang terdapat di dalam susu, merupakan disakarida yang tersusun dari glukosa dan galaktosa. Laktosa merupakan substrat penting yang digunakan oleh mikroorganisme untuk memfermentasi susu. Jiang et al., (1996) menambahkan bahwa medium pertumbuhan yang mengandung komponen ini menunjukkan viabilitas bakteri yang tinggi. Laktosa dapat berfungsi untuk melapisi komponen flavor, meningkatkan jumlah total padatan, mempercepat proses pengeringan serta kerusakan bahan akibat panas (Nuraida, 1994).
dalam Farmakope Indonesia IV (1995), sukrosa sangat mudah larut dalam air dengan dosis penggunaannya yaitu 2 sampai 25%. Sukrosa mempunyai peranan penting dalam pengolahan makanan dan mudah didapat serta memiliki harga yang murah.
Penambahan bahan pengisi laktosa dan sukrosa dalam pembuatan starter kefir berfungsi dalam mempertahankan kemampuan fermentasi starter. Laktosa atau gula susu merupakan disakarida komponen dari karbohidrat yang tersusun dari dua monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa. Laktosa adalah substrat penting untuk fermentasi susu oleh mikroba (Sari, 2001).
Maltodekstrin
Maltodekstrin didefinisikan sebagai produk hidrolisis pati (polimer sakarida tidak manis) dengan panjang rantai rata-rata 5-10 unit/molekul glukosa. Maltodekstrin secara teori diproduksi dengan menggunakan hidrolisis terkontrol melalui enzim (alfa-amilase) atau asam. Rumus umum maltodekstrin adalah (C6H10O5)n H2O (Kennedy et al., 1995). Derajat polimerisasi (DP) dan kesetaraan dekstrosa (DE) didefinisikan sebagai jumlah gula pereduksi total yang dinyatakan sebagai dekstrosa dan dihitung sebagai presentase dari berat kering total.
Pengemasan
Pengemasan menurut UK Institute of Packaging yang disitir oleh Robertson (1993) adalah 1) suatu sistem untuk melindungi barang selama transportasi distribusi, penyimpanan, penjualan, dan end-use (pengguna akhir di konsumen), 2) jaminan keamanan selama pengiriman kepada konsumen dengan meminimalkan kerusakan dan biaya, 3) suatu tujuan fungsi ekonomi untuk meminimalisasi biaya selama pengiriman dan memaksimalkan penjualan. The Packaging Institute International juga mendefinisikan pengemasan sebagai pewadahan suatu produk dalam kertas, plastik, box, cup, kaleng, tabung, botol, atau jenis pengemas lain yang memiliki fungsi mewadahi, melindungi, komunikasi dan penampilan.
dengan pengontrolan udara menggunakan mesin pengemas vakum, kemudian ditutup dan direkatkan (Jay, 1996).
Alumunium Foil
Jenis bahan pengemas berupa alumonium foil adalah lembaran tipis pengemas bahan pangan yang digunakan secara luas dalam pelapisan yang mensyaratkan sifat-sifat daya tembus gas, uap, air, bau, atau sinar yang rendah (Buckle et al., 1987). Aluminium foil bersifat hermertis, fleksibel, dan tidak tembus cahaya, sehingga baik untuk mengemas margarin, yogurt dan kefir (Syarief et al
1989). Lembaran tipis dengan tebal paling sedikit 0,0038 cm dapat dikatakan menunjukkan permeabilitas uap air yang sama dengan nol {04 (cc) (Mil) (hari -1) (M -2
) (Atm-1)}, artinya tidak didapatkan pori-pori dalam lembaran tersebut. Sifat lembaran yang lebih tipis dapat diperbaiki dengan kombinasi satu atau lebih dengan plastik penyalut atau laminasi (Haris dan Karmas, 1989). Alumunium yang digunakan untuk pembungkus susu asam ketebalannya adalah 0,009 cm.
Low Density Polyethylene (LDPE)
Low Density Polyethylene (LDPE) adalah polimer kristalin yang hanya dapat larut pada suhu rendah. LDPE mempunyai sedikit rantai pada molekulnya sehingga memiliki densitas rendah. Ikatan molekul hidrogen antar molekul juga berperan menentukan titik leleh plastik (Hine, 1987). Sifat-sifat LDPE antara lain lentur, resisten, terhadap suhu rendah, koefisien gesek rendah, kekuatan elektrik baik, tahan asam, basa, dan alkohol, kedap air, sukar sobek, transparan, resisten terhadap bahan kimia dan murah (Buckle et al., 1987; Syarief et al., 1988).
METODE Lokasi dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di laboratorioum mikrobiologi bagian Teknologi Hasil Ternak, Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor, Pasca Panen Departemen Pertanian Bogor, Laboratorium Proses Balai Besar Industri Agro (BBIA) Cikaret – Bogor dan Laboratorium Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Indonesia. Penelitian ini berlangsung selama 7 bulan dari bulan Februari 2009 – Agustus 2009.
Materi Bahan
Bahan-bahan utama untuk pembuatan kultur starter yang digunakan dalam penelitian ini adalah susu skim steril, starter bakteri yang terdiri atas kultur starter kefir (RAM 01), L. acidophilus (La RM-01) dan B. longum (Bl RM-01) koleksi Bagian Teknologi Hasil Ternak. Bahan media tumbuh bakteri yang digunakan adalah media deMan’s Rogosa Sharpe Broth (MRSB), agar bacteriological, Peptone Count Agar (PCA), Buffer Peptone Water (BPW), laktosa. Bahan-bahan granul dan enkapsulasi yaitu susu skim steril, inulin, sodium alginat (1% w/v), gliserol, CaCO3, larutan kalsium klorida (0,1M), larutan fisiologis (0,85%), maltodekstrin, Sodium Starch Glycolat (SSG). Bahan-bahan untuk uji kimia yaitu aquadest, NaOH 0,1 N,
fenolftalein 1%. Bahan pengemas menggunakan alumunium foil dan Low Density Polyethylene (LDPE).
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah inkubator, tabung reaksi, baker glass, freeze dryer, spray dryer, labu ukur, labu Erlenmeyer, cawan Petri, tabung, mikro pipet, inkubator, jangka sorong, gelas ukur, spektrometer, pH meter, viskometer, stopwatch, neraca analitik, timbangan digital, vortex, panci, kompor, separator, sendok pengaduk, oven, autoklaf, jangka sorong, termometer,
refrigerator dan ayakan.
Prosedur
starter kefir dan probiotik, pembuatan kultur starter kering kefir, bioenkapsulasi sinbiotik, pembuatan kultur starter kefir sinbiotik dalam bentuk granul, penentuan formulasi terbaik, rancangan percobaan dan proses pengemasan. Tahap 2 yaitu prosedur evaluasi fisik granul kultur kefir sinbiotik meliputi pengamatan fisik granul meliputi warna, tekstur, dan ukuran, uji waktu larut dan uji kompresibilitas. Aplikasi kultur starter kefir sinbiotik dalam bentuk granul pengujiannya meliputi pH, TAT, dan viskositas.
Penelitian Tahap 1 Persiapan Kultur Starter Kefir dan Probiotik
Pemeriksaan kultur starter kefir, Lactobacillus acidophilus (La RM-01), Bifidobacterium longum (Bl RM-01). Pemeriksaan kemurnian kultur starter dilakukan melalui pemeriksaan mikroskopik terhadap starterbiji kefir, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium longum dengan bantuan metode pewarnaan Gram (Fardiaz, 1989) dan uji katalase.
Metode pewarnaan mengacu pada Fardiaz (1989) yaitu preparat bakteri yang telah dioleskan pada gelas objek, ditetesi dengan kristal violet dan dibilas dengan aquades. Preparat dikering udarakan kemudian ditetesi dengan larutan lugol iodin dan kembali dibilas dengan aquades. Preparat kemudian dikering udarakan, selanjutnya ditetesi dengan alkohol 95% sebagai bahan pemucat. Pewarnaan terakhir menggunakan safranin, pembilasan dilakukan dengan aquades, lalu preparat dikeringudarakan. Bakteri yang telah diwarnai diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran 100x dengan bantuan immersion oil. Bakteri dikelompokkan menjadi Gram positif, bila hasil pengamatan menunjukkan dapat mempertahankan zat warna ungu kristal sehingga tampak ungu tua. Kelompok bakteri Gram negatif akan terlihat berwarna merah, karena pada saat dicuci dengan alkohol tidak dapat mempertahankan warna ungu sehingga sewaktu diberi pewarna tandingan dengan warna merah safranin bakteri menyerap warna tersebut dan tampak berwarna merah.
Penentuan Waktu Pemanenan Bakteri Asam Laktat sebagai Kultur Starter Kefir dan Probiotik (Tamime, 2005)
Bakteri asam laktat yang digunakan sebagai kultur starter dalam bentuk granul mempunyai syarat viabilitas populasi yang tinggi. Populasi bakteri asam laktat di dalam granul diharapkan minimal berjumlah 107 cfu/g. Kultur starter kerja bakteri asam laktat harus dikondisikan pada fase logaritmik untuk menghindari fase lag atau adaptasi yang terlalu lama sebelum aktif memfermentasikan susu, diperlukan dan dapat dilakukan dengan cara mengikuti kurva pertumbuhannya sehingga diperlukan penentuan lama inkubasi sebelum sel-sel bakteri dipanen.
Kultur kerja bakteri asam laktat sebanyak 5% (v/v) diinokulasikan ke dalam media MRS broth (250 ml) lalu diinkubasikan pada suhu 37±1oC dan pertumbuhannya diikuti selama 24 jam. Pengamatan dilakukan setiap 1 jam melalui pengukuran nilai optical density untuk mengetahui jumlah bakteri, kemudian dikorelasikan jumlah populasi bakteri berdasarkan kurva standar yang telah disiapkan sebelumnya.
Pembuatan Kultur Starter Kefir Sinbiotik Bubuk dan Bakteri Probiotik Terenkapsulasi dengan Substrat Prebiotik
Gambar 2. Diagram Alir Mikro Enkapsulasi Bioenkapsulasi Sinbiotik (Rayed, 2007 yang dimodifikasi)
Bioenkapsulasi probiotik dimulai dengan menumbuhkan La RM-01 dan Bl RM-01 secara terpisah, masing-masing sebanyak 5% (v/v) dalam MRSB (deMan Ragosa Sharp Broth) dan diinokulasi pada suhu 37 ± 10C dan dipanen pada fase logaritmik (yaitu selama 10 jam hasil dari penelitian pendahuluan). Sel bakteri dipanen dengan cara disentrifus (4o C) selama 20 menit pada 10.000 rpm. Sel bakteri yang diperoleh dilarutkan pada 100 ml campuran yang terdiri atas susu skim 10% (b/v), gliserol 5% (v/v) dan CaCO3 0,1% (b/v), diperangkap selama 45 menit di dalam 100 ml larutan alginat steril dengan konsentrasi 3% (b/v). Campuran tersebut disemprotkan pada CaCl2 (0,1 M). Setelah satu jam, gel yang terbentuk dipindahkan dalam larutan fisiologis (0,85%) untuk mendapatkan struktur gel yang kompak. Butiran-butiran gel yang terbentuk dipindahkan ke air distilasi dan dilakukan stirring
secara perlahan selama 1 jam untuk menghilangkan residu CaCO3 dan mendapatkan butiran yang lebih keras. Butiran bakteri probiotik terenkapsulasi yang telah diperangkap di CaCO3 siap untuk dikeringkan. Pengeringan biokapsul menggunakan metode freeze dry. Suhu pengeringan beku spray dry. yang digunakan pada suhu -55oC. Diagram alir bioenkapsulasi probiotik dapat dilihat pada Gambar 3.
Susu Skim Cair + 5% (v/v) kefir
Inkubasi suhu 37oC selama 10 jam
Bubuk kefir
Kefir + 6% (b/v) laktosa + 4% (b/v) Maltodekstrin
Gambar 3. Diagram Alir Bioenkapsulasi Probiotik La RM-01 dan Bl RM-01
(Reyed, 2007)
Inkubasi pada suhu 37oC selama 15 jam
Sentifugasi (4oC) selama 20 menit pada 10.000 rpm
Pelarutan sel bakteri dalam media mikroenkapsulasi larutan : 100 ml aquades +
10% susu skim+5% gliserol +inulin 2% + 0,1% CaCO3
Campuran diperangkap (45 menit) dalam larutan alginat
steril (3% b/v)
Campuran diteteskan pada CaCl2 0,1 M dibiarkan selama 1 jam
Penguatan struktur gel yang dalam larutan fisiologis (0,85%)
Pencucian gel yang terbentuk dipindahkan ke air distilasi
Mikroenkapsulasi La RM-01 dan Bl RM-01 siap untuk dikeringkan Padatan sel-sel bakteri La RM-01
dan Bl RM-01
InokulasiLa RM-01, dan Bl RM-01 5% (v/v) pada MRSB
Pembuatan Kultur Starter Kefir Sinbiotik dalam Bentuk Granul
Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan formulasi kultur starter kefir sinbiotik dalam bentuk granul terdiri atas kultur starter kefir kering dalam bentuk bubuk, probiotik terenkapsulasi kering dalam bentuk crumble, laktosa, sukrosa 5% (b/v), Sodium Starch Glikolat (SSG) dan susu skim. Pembuatan granul starter kering yogurt dengan probiotik terenkapsulasi melalui metode granulasi basah meliputi tahap-tahap: penimbangan bahan yang akan digunakan, pencampuran bahan-bahan, penambahan larutan sukrosa dan pengayakan tahap pertama. Pembuatan granul starter yogurt terdiri atas tiga formulasi. Hasil ayakan dikeringkan dengan oven pada suhu 40±1oC selama 2 jam kemudian setelah kering diayak kembali. Diagram alir proses pembuatan granul starter kering kefir dengan probiotik terenkapsulasi dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Proses Pembuatan Kultur Starter Kefir Sinbiotik dalam Bentuk Granul dengan Metode Granulasi Basah (Lachman et al., 1994)
Penimbangan bahan baku granul
Mixing I
Shifting I
Drying 40±1oC, 2 jam
Shifting II
Granul
Pengemasan
Penentuan Formulasi Terbaik
Penentuan formulasi kultur starter kefir sinbiotik dalam bentuk granul terdiri atas 3 formulasi yaitu formulasi 1, 2 dan 3. Formulasi pada ketiga granul tersebut berbeda pada persentase bahan laktosa dan Sodium Strach Glikolat (SSG). Formulasi 1 dengan komposisi laktosa sebesar 21% (b/b) dan SSG 1% (b/b), formulasi 2 dengan komposisi laktosa sebesar 20% (b/b) dan SSG 2% (b/b) dan formulasi 3 dengan komposisi laktosa sebesar 19% (b/b) dan SSG 3% (b/b). Formulasi granul starter kering kefir dengan probiotik terenkapsulasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Formulasi Kultur Starter Kefir Sinbiotik dalam Bentuk Granul
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan acak lengkap (RAL) untuk menentukan pengaruh dari penambahan laktosa dan SSG yang berbeda. Rancangan acak lengkap akan digunakan untuk mengolah data indeks kompresibilitas dan waktu larut. Adapun model matematikanya menurut Mattjik dan Sumertajaya (2000) sebagai berikut :
Yij = μ + i + ij Keterangan :
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-J μ = Rataan Umum
i = Pengaruh perlakuan ke-i
ij = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j Bahan Granul
Lactobacillus acidophilus 1 1 1
Bifidobacterium longum 1 1 1
Laktosa 21 20 19
Susu skim 26 26 26
Sodium Starch Glikolat (SSG) 1 2 3
Peubah
. Kualitas fisik granul kultur bakteri kefir diuji meliputi indeks kompresibilitas dan waktu larut.
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam (ANOVA). Jika perlakuan berpengaruh nyata (P<0,05) terhadap peubah yang diukur, maka dilanjutkan dengan uji Tukey.
Proses Pengemasan. Granul starter kering kefir dengan probiotik terenkapsulasi dikemas secara vakum dan aseptik dengan alumunium foil berlapis Low Density Polyethylene (LDPE) pada bagian dalamnya. Setiap kemasan berisi 10 gram. Produk disimpan pada suhu refrigerator (5±1oC).
Penelitian Tahap 2
Prosedur Evaluasi Fisik Granul Kultur Kefir Sinbiotik
Granul kultur kefir sinbiotik terlebih dahulu diuji kelayakan karakteristik fisik sebelum diolah lebih lanjut untuk diaplikasikan. Evaluasi granul meliputi penampakan fisik granul meliputi warna, bentuk, ukuran, dan aroma, waktu larut dan kompresibilitas.
Pengamatan Fisik Granul
Evaluasi fisik granul diamati warna, ukuran dan tekstur. Pengamatan warna, dan tekstur menggunakan indra penglihatan dan peraba. Pengukuran partikel granul menggunakan mikroskop dengan perbesaran sampai 1000x kemudian diukur dengan mistar dan di foto.
Waktu Larut (Wells et al. 1997)
Kompresibilitas (Wells et al. 1997)
Sebanyak 50 g granul dimasukkan dalam gelas ukur 100 ml, lalu diukur volumenya (V1). Berat jenis bulk = m/V1. Massa dalam gelas ukur diketuk-ketukkan dari ketinggian 2,5 cm sebanyak 300 kali, sampai volume tetap (V2). Berat jenis mampat = m/V2
Hasil yang diperoleh dibandingkan dengan tabel kriteria indeks kompresibilitas (Tabel 2) sesuai dengan United State Pharmacopeia (2005).
Tabel 2. Kriteria Indeks Kompresibilitas
Indeks Kompresibilitas (%) Kategori laju alir <10 Istimewa
Sumber: United State Pharmacopeia, 2005
Prosedur Pengujian Granul
Setelah dilakukan uji kualitas fisik granul selanjutnya dilakukan aplikasi secara langsung garnul kefir pada susu skim. Hasil aplikasi granul kemudian diuji nilai pH, viskositas dan total asam tertitrasi (TAT).
Aplikasi Kultur Starter Kefir Sinbiotik dalam Bentuk Granul
jam dan pada suhu ruang 27 ±1oC selama 24 jam. Pembanding dari granul kultur starter kefir adalah aplikasi kefir sinbiotik dari kultur starter cair.
Nilai pH SNI 01-2891-1992 (Dewan Standarisasi Nasional, 1998)
Pengukuran pH menggunakan pH meter dan standarisasi dengan larutan buffer pH 4 dan 7. Sampel sebanyak 10 ml diambil, kemudian elektroda yang telah dibilas dengan air aquades dicelupkan ke dalam sampel. Nilai yang dibaca adalah nilai saat pH meter telah stabil.
Total Asam Tertitrasi (Apriyantono et al., 1989)
Pengukuran total asam tertititrasi menggunakan prinsip asam basa. Sebanyak 10 ml sampel dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian ditambahkan 3 tetes indikator phenolphtalin 1%. Sampel dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N yang telah distandarisai sampai terbentuk warna merah muda.
TAT (%) =
100 90
Vcontohx Hx VNaOHxNNaO
x 100%
Keterangan :
VNaOH = Volume NaOH yang digunakan (ml) NNaOH = Molaritas NaOH (0,1 N)
Vcontoh =Volume sampel (ml)
Viskositas (AOAC,1984)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian Tahap 1
Pemeriksaan Kemurnian Kultur Starter Kefir dan Probiotik (L. acidophilus (RAM 01) dan B. longum (RAM 01) )
Gram positif. Morfologi bakteri asam laktat asal kefir, L. acidophilus dan B. longum
dapat dilihat pada Gambar 5, 6 dan 7.
Gambar 5. BAL Kefir Gambar 6. L. acidophilus (RAM 01)
Gambar 7. B. longum (RAM 01)
Tabel 3. Morfologi Kultur Starter Kefir dan Probiotik Bakteri Pewarnaan
Gram
Morfologi Bentuk dan Susunan
Sifat Katalase Bakteri Asam Laktat Kefir Gram Positif Bulat dan batang Negatif
Lactobacillus acidophilus
(RAM 01)
Gram Positif Batang dengan susunan rantai yang
pendek
Negatif
Bifidobacterium longum
(RAM 01)
Gram Positif Batang pendek Negatif
gelembung-gelembung. Menurut Fardiaz (1992), bakteri yang tidak menghasilkan gelembung-gelembung gas setelah ditetesi H2O2 memiliki enzim peroksidase dan digolongkan ke dalam bakteri katalase negatif. Menurut Fardiaz (1989), bakteri yang bersifat katalase negatif tidak mempunyai enzim katalase, melainkan mempunyai enzim peroksidase yang mengkatalis reaksi antara H2O2 dengan senyawa organik, menghasilkan senyawa yang tidak beracun.
Pengujian kemurnian starter dengan pewarnaan Gram dilakukan untuk melihat morfologi sekaligus membedakan kelompok bakteri berdasarkan komposisi dan struktur dinding selnya. Hasil pewarnaan Gram mendapatkan bahwa bakteri kefir termasuk dalam kelompok Gram positif dan hasil pewarnaan bakteri L. acidophilus
dan B. longum termasuk kelompok bakteri Gram positif. Dinding sel bakteri Gram positif sebagian besar (90%) terdiri dari lapisan peptidoglikan, sedangkan lapisan tipis lainnya adalah asam teikoat yang mengandung unit-unit gliserol atau ribitol. Dinding sel bakteri Gram negatif lapisan peptidoglikannya hanya 5-20%, sedangkan lapisan lainnya terdiri dari protein, lipopolisakarida dan lipoprotein. Lapisan peptidoglikan yang sangat tebal pada dinding sel bakteri Gram positif ini yang menyerap warna ungu Lugols dan tetap mempertahankan warna tersebut ketika dicuci dengan alkohol karena pencucian dengan alkohol menyebabkan dinding sel mengalami dehidrasi, pori-pori berkerut, permeablitas menurun, sehingga kompleks kristal violet-iodium tidak dapat keluar sel (Fardiaz, 1992).
Perbanyakan dan Pemeriksaan Viabilitas Kultur Bakteri yang Berasal dari Kultur Starter yaitu biji Kefir, L. acidophilus dan B. longum
Perbanyakan dan pemeriksaan viabilitas kultur starter dilakukan dengan cara menumbuhkan bakteri asam laktat asal starter yaitu biji kefir, L. acidophilus dan B. longum di dalam media tumbuh deMan Ragosa Sharp Broth (MRSB). Kultur starter yang akan digunakan dipupukkan dengan media deMan Ragosa Sharp Agar
populasi bakteri yang akan digunakan sebagai starter awal (Makinen dan Bigret, 1998).
Enkapsulasi Probiotik
Enkapsulasi dilakukan untuk melindungi bakteri L. acidophilus dan B. longum sebagai sumber probiotik dari pengaruh lingkungan yang buruk dan perlakuan freeze dry. Proses enkapsulasi diawali dengan inkubasi bakteri probiotik pada suhu 37oC dan dipanen pada fase logaritmik. Selanjutnya dilakukan proses sentrifuse pada suhu 4oC selama 20 menit dengan kecepatan 100 rpm untuk mendapatkan sel bakterinya. Sel bakteri kemudian dilarutkan dalam 100 ml campuran larutan 10% susu skim, 2% inulin, 5% gliserol, dan 0,1% CaCO3. Kapsul enkapsulasi ditambahkan inulin sebagai sumber prebiotik yang mendukung pertumbuhan bakteri probiotik dalam saluran pencernaan. Selain itu, prebiotik juga ditambahkan untuk memelihara viabilitas atau daya tahan hidup organisme probiotik selama proses freeze dry (Reyed, 2007). Susu skim digunakan sebagai media pertumbuhan bakteri. Inulin ditambahkan sebagai bahan prebiotik yang berfungsi untuk menjamin ketersediaan makanan bagi probiotik yang terjerat dalam alginat. Gliserol berfungsi sebagai bahan untuk mengurangi kecepatan pembentukan kristal pada larutan saat pengeringan dengan freeze dry dan CaCO3 digunakan sebagai pengantar yang menetralkan dan mencegah adanya terlalu asam di dalam medium. Adapun hasil dari enkapsulasi yaitu bakteri probiotik mendapat perlindungan berupa dinding kapsul yang menyelubungi bakteri tersebut.
menggunakan freeze dryer bersuhu -55ºC. Penampilan fisik gel dengan larutan alginat dan setelah dilakukan freeze dry dapat dilihat pada Gambar 8 dan 9.
Gambar 8. Bentuk Fisik Biokapsul dari Probiotik L.acidophilus dan B. Longum yang Ditambah Prebiotik Inulin
(a) (b)
Gambar 9. Biokapsul (a) B. Longum dan (b) L. acidophilus yang Dikeringkan dengan Freeze dry
Warna. Biokapsul yang dihasilkan sebelum freeze dry berwarna putih kekuningan. Berdasarkan penelitian Lestari (2008) warna tersebut berasal dari bahan baku yang digunakan yaitu natrium alginat yang dilarutkan ke dalam air. Penambahan inulin ke dalam kapsul menyebabkan warna kapsul terlihat lebih putih. Setelah mengalami
B. longum dan berwarna kuning kecoklatan untuk L. acidophilus. Warna coklat yang dihasilkan berasal dari warna dasar alginat yang berwarna coklat.
Bentuk. Kapsul yang dihasilkan berbentuk bulat dan kompak. Bentuk kapsul yang bulat disebabkan pada saat bahan biokapsul diteteskan ke dalam larutan CaCl2 dicetak menggunakan cake decorator dan kapsul yang kompak karena adanya
crosslinked antara ion Na yang berasal dari natrium bikarbonat dan ion Ca yang berasal dari larutan CaCl2 (Lestari, 2008). Setelah mengalami freeze drying kapsul menjadi sangat kecil dan berbentuk serbuk. Hal ini dikarenakan proses pengeringan beku yang menyerap kadar air yang terdapat dalam biokapsul enkapsulasi.
Kelarutan. Saat proses pembentukan kapsul, natrium alginat membentuk gel yang stabil dan membentuk persenyawaan yang kompleks dengan CaCl2. Berdasarkan Lestari (2008), hal tersebut menyebabkan kapsul yang dihasilkan tidak dapat larut dalam air. Tidak hanya saat berbentuk kapsul, setelah dikeringbekukan kapsul juga tidak dapat larut dalam susu setelah mengalami pengadukan dalam susu. Hasil biokapsul yang tidak dapat larut membuktikan bahwa proses mikroenkapsulasi dapat melindungi bakteri dari penguraian dan pelepasan pada media terlarut. Menurut Yoshizawa (2002) menyatakan bahwa enkapsulasi dalam ukuran kecil memiliki banyak keuntungan antara lain melindungi senyawa dari penguraian dan mengendalikan pelepasan senyawa aktif misalnya obat. Alginat yang menyalut B. longum dan L. acidophilus dapat membentuk formasi egg-box melalui ikatan hidrogen dan adanya kation divalen, oleh karena itu alginat dapat diaplikasikan sebagai bahan penyalut pada proses enkapsulasi (UI-Ain et al. 2003)
Rendemen. Rendemen yang dihasilkan diukur berdasarkan perbandingan bobot biokapsul (produk) dengan bobot adonannya. Hasil perhitungan mendapatkan rataan rendemen sebesar 2,9 %. Berdasarkan penelitian Lestari (2008), semakin besar rendemen, semakin besar pula efisiensi proses pembuatan kapsul.
enkapsulasi. Hal tersebut menyebabkan penurunan jumlah bakteri L. acidophilus dan
B. longum.
Pengeringan Kultur Starter Kefir
Populasi awal starter kefir telah mencukupi untuk dijadikan sebagai starter awal dalam pembuatan granul. Starter kefir yang ada kemudian dilakukan perbanyakan untuk dapat dijadikan starter utama. Sebelum dilakukan pengeringan menggunakan spray dry, populasi starter kefir dipupukkan menggunakan media
deMan Ragosa Sharp Agar (MRSA), kemudian diinkubasi pada suhu 37°C. Hasil pemeriksaan terhadap viabilitas bakteri indigenous asal starter biji kefir mendapatkan populasi sebanyak 0,18 log10 cfu/g. Setelah dilakukan pengeringan populasinya menjadi 8,559 cfu/g (>107cfu/g). Hal ini masih memenuhi syarat minimal populasi bakteri yang akan digunakan sebagai starter awal. Penampilan fisik kefir kering dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Kefir dalam Bentuk Bubuk Setelah di Spray Dry
Warna. Warna dari penampilan fisik starter kefir yang dikeringkan berwarna putih kekuningan. Hal ini karena susu hasil fermentasi yang dihasilkan sudah berwarna putih kekuningan. Warna dari laktosa dan maltodekstrin adalah putih maka tidak mempengaruhi warna dari starter kefir yang telah dikeringkan.
Kelarutan. Hasil spray dry pada kultur starter kefir berbentuk serbuk, hal ini memudahkan kelarutan kefir saat diaduk ke dalam air.
Viabilitas. Viabilitas kultur starter kefir sebelum spray dry yaitu 0,18 log10 cfu/g, setelah mengalami spray dry menjadi 8,559 cfu/g (>107cfu/g). Jumlah tersebut masih memenuhi standar bakteri probiotik, sehingga layak digunakan di dalam produk. Berdasarkan penelitian Purwanti (2007), populasi bakteri asam laktat mampu dipertahankan pada nilai 108cfu/g berkat peran zat kriogenik yaitu laktosa yang akan melindungi dinding sel bakteri pada saat proses pengeringan. Kematian bakteri pada proses spray dry terjadi karena stress panas dan dehidrasi yang dialami sehingga menyebabkan kerusakan membran sel dan ikatan proteinnya (Anal dan Singh, 2007).
Pembuatan Granul
Proses pembuatan granul dilakukan dengan metode granulasi basah yakni dengan menambah sukrosa sebagai pengikat partikel granul. Tujuan dari penambahan sukrosa adalah agar struktur granul menjadi lebih kompak (Lachman et al. 1994). Berdasarkan penelitian Lestari (2008), granulasi basah dipilih karena biasa digunakan untuk meningkatkan kompresibilitas dan laju alir dari bubuk, dan juga untuk mencegah pemisahan dari campuran komponen. Metode ini melalui beberapa tahapan, yaitu: penimbangan, pencampuran bahan-bahan, pembuatan dan penambahan larutan pengikat, pengayakan awal, pengeringan dan pengayakan akhir (Lachman et al., 1994). Bahan-bahan yang ditambahkan dalam proses pembuatan granul terdiri atas laktosa, susu skim, SSG, bakteri probiotik yang terenkapsulasi dan kultur starter kefir kering. Bahan-bahan yang sudah dicampur selanjutnya dikeringkan dalam oven dengan suhu 40oC. Penentuan suhu ini berdasarkan suhu optimum bakteri asam laktat yaitu 40-45oC (Surono, 2004). Penampilan secara fisik granul terenkapsulasi dapat dilihat pada Gambar 11.
Warna. Konsentrasi dalam pembuatan granul adalah susu skim bubuk dan kefir bubuk. Kedua bahan tersebut mengandung susu yang mengandung kadar laktosa yang tinggi. Proses pengovenan pada suhu 40± 1oC selama 2 jam mengubah warna granul menjadi krem dan agak kecoklatan. Pengovenan yang dilakukan menyebabkan reaksi Maillard yang mengubah warna putih susu menjadi warna kecoklatan. Reaksi Maillard terjadi karena gula pereduksi laktosa pada bahan penyusun granul dengan adanya panas bereaksi dengan asam amino bebas yang terdapat pada protein susu. Reaksi Maillard dalam pengeringan granul dimungkinkan terjadi karena granul kultur starter kefir kaya akan protein (sumber asam amino), laktosa (gula pereduksi) dan didukung oleh suhu pengeringan yang tinggi (Surono, 2004).
Ukuran. Granul adalah gumpalan-gumpalan dari partikel-partikel yang lebih kecil, umumnya berbentuk tidak merata dan menjadi seperti partikel tunggal yang lebih besar (Ansel, 1989). Granul yang dihasilkan pertama-tama diayak menggunakan ayakan 18 mesh. Setelah dioven pada suhu 40oC selama dua jam granul diayak kembali menggunakan ayakan 20 mesh sehingga granul yang dihasilkan berukuran 20 mesh.
Tekstur. Tekstur granul dipengaruhi dari proses granulasi yang dilakukan. Proses granulasi basah adalah suatu proses pembuatan granul yang menggunakan larutan pengikat dalam proses agregasi yang diikuti dengan proses pengeringan (Lieberman
et al., 1992). Granul kefir sinbiotik terenkapsulasi secara fisik lebih besar dan kompak dibandingkan dengan serbuk karena secara fisiologis granul berasal dari proses granulasi yang secara filosofis proses ini berlawanan dengan proses penggerusan pada serbuk. Pada proses penggerusan mengalami reduksi atau pengurangan partikel sementara granulasi terjadi pertambahan partikel (Schwartz, 1989).
Viabilitas. Populasi BAL kefir F1, F2, dan F3 berturut-turut adalah 8.50 ± 0,78 log10 cfu/g, 8,22 ± 0,26 log10 cfu/g, dan 8,09 ± 0,85 log10 cfu/g. Jumlah tersebut masih memenuhi standar bakteri probiotik, sehingga layak digunakan di dalam produk.
pertumbuhan mikroorganisme aerob, penyusutan, oksidasi dan perubahan warna (Robertson, 1993). Penggunaan alumunium foil berlapis LDPE karena sifat alumunium yang tidak tembus cahaya, fleksibel dan hermetis (Syarief dan Halid, 1992). Granul yang telah dikemas, disimpan pada suhu 7±1ºC dan selanjutnya diuji sifat fisik (indeks kompresibilitas dan waktu larut) dan aplikasinya ke dalam susu skim. Sebelum disimpan dilakukan pengujian secara fisik dan kimia untuk melihat kualitas granul tersebut.
Gambar12. Granul Kefir dalam Kemasan Vakum Alumunium Foil berlapis LDPE
Penelitian Tahap 2
Evaluasi Sifat Fisik Granul dalam Kemasan Vakum
Evaluasi granul dilakukan untuk penentuan sifat fisik dan kimia granul sesuai persyaratan-persyaratan yang telah ditentukan dan untuk menentukan formulasi terbaik dari ketiga formulasi yang ditentukan. Pengujian terhadap sifat fisik granul meliputi indeks kompresibilitas dan waktu larut. Evaluasi produk granul setelah dilakukan aplikasi produk pada susu skim yaitu viskositas, pH dan Total Asam tertitrasi (TAT).
Pengujian Fisik (Indeks Kompresibilitas dan Waktu Larut)
dilakukan kompresi. Danish dan Kottke (1996) menyatakan bahwa kompresibilitas merupakan parameter yang penting karena mempengaruhi keseragaman berat, bentuk, kandungan serta menunjukkan tingkat dan kekuatan mekanis. Hasil pengujian indeks kompresibilitas dapat dilihat pada Tabel 4 .
Tabel 4. Nilai Rataan Indeks Kompresibilitas
Formula dan Produk Indeks Kompresibilitas (%) Kategori Laju Alir
F1 12,19 Baik
F2 17,4 Sedang
F3 22,88 Cukup Baik
Sari Jeruk 15,7 Baik
Kopi Creamer 14,45 Baik
Kopi Original 18,3 Sedang
Sumber: United State Pharmacopeia, 2005
Kompresibilitas granul dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah densitas dan ukuran dari partikel granul tersebut. Densitas dari suatu granul tergantung pada jumlah bahan pengikat yang ditambahkan dan perlakuan mekanis saat wet massing atau proses pencampuran. Salah satu faktor yang mempengaruhi densitas granul adalah bahan pengikat yang ditambahkan. Bahan pengikat yaitu sukrosa yang ditambahkan pada formula 1 adalah yang paling tinggi sehingga membuat kompresibilitasnya semakin baik. Menurut Tousey (2002)semakin banyak bahan pengikat yang ditambahkan maka densitas granul akan semakin tinggi sehingga kompresibilitasnya akan semakin baik. Bahan pengikat yang digunakan dalam pembuatan granul adalah sukrosa. Sukrosa merupakan bahan pengikat yang tepat untuk digunakan dalam granulasi basah karena dapat meningkatkan kualitas hasil granulisasi (Lieberman et al., 1992).
Indeks kompresibilitas berhubungan dengan sifat alir granul. Semakin kecil indeks kompresibilitas, semakin cepat laju alirnya. Semakin kecil indeks kompresibilitas, semakin cepat laju alirnya. Jika dibandingkan dengan produk komersil yang beredar dipasaran yaitu sari jeruk, kopi creamer, dan kopi original
(14,45% dan 15,7%, 18,3%), granul kefir formula 1 memiliki nilai indeks kompresibilitas yang paling baik diantara ketiga produk komersil. Indeks kompresibilitas granul yang dihasilkan tergolong baik sehingga granul dari formulasi diatas layak dijadikan produk konsumsi masyarakat.
Waktu Larut. Pengukuran waktu larut granul kefir dilakukan untuk mengetahui banyaknya waktu yang dibutuhkan oleh granul dalam suatu ukuran saji untuk dapat larut sempurna. Pengujian waktu larut diakhiri dengan melarutnya seluruh massa granul menjadi larutan dalam air dan tidak tersisa lagi granul kecuali kapsul enkapsulasi yang tidak dapat larut. Media yang digunakan untuk melarutkan granul adalah dengan menggunakan susu skim. Hasil pengujian waktu larut dapat dilihat pada Tabel 5.
diantaranya globulin dan albumin merupakan bagian protein susu yang tidak larut dalam air. Penambahan kapsul enkapsulasi dari bakteri probiotik tidak mempengaruhi daya larut granul karena kapsul enkapsulasi tidak ikut larut bersamaan dengan granul. Waktu larut pada produk komersil sari jeruk, kopi
creamer dan kopi original memiliki waktu larut yang lebih rendah daripada granul kefir formula 1. Waktu larut sari jeruk dengan ketiga formulasi granul tidak berbeda nyata karena terpaut beda waktu yang sedikit yaitu 19-39 detik. Waktu larut sari jeruk lebih cepat daripada kopi creamer dan kopi original karena bahan granul yang terbentuk hanya melindungi bahan aktif sari jeruk yaitu vitamin, sehingga daya larutnya cepat. Lamanya waktu larut pada produk kopi creamer karena kandungan lemak yang ada pada susu, sedangkan rendahnya waktu larut kopi original adalah karena kandungan kopi yang padat dan kompak sehingga daya larutnya rendah.
Tabel 5. Waktu Larut Granul Kefir Formula 1,2, 3 dan Produk Komersil
Formula dan Produk Waktu Larut
F1 1 menit 6 detik
F2 1 menit 7 detik
F3 1 menit 26 detik
Sari Jeruk 1 menit 45 detik
Kopi Creamer 5 menit 58 detik
Kopi Original 7 menit 40 detik
Viskositas, pH, TAT dan Viabilitas Bakteri Asam Laktat Kefir
