PENAMBAHAN KONSENTRASI BAKTERI Lactobacillus plantarum
DAN WAKTU PERENDAMAN PADA PROSES PEMBUATAN TEMPE
PROBIOTIK
JURNAL SKRIPSI
Oleh:
ATIKA RIZKY INDARWATI
0511033004-103
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
1
PENAMBAHAN KONSENTRASI BAKTERI Latobacillus plantarum DAN WAKTU PERENDAMAN PADA PROSES PEMBUATAN TEMPE PROBIOTIK
Oleh :
Atika Rizky Indarwati 1); Sri Kumalaningsih 2); Wignyanto 2)
1)
Alumni Jurusan Teknologi Industri Pertanian FTP-UB
2)
Staf Pengajar Jurusan Teknologi Industri Pertanian FTP-UB Abstrak
Tempe merupakan salah satu produk fermentasi tradisional yang cukup terkenal dan merupakan sumber protein nabati yang sangat potensial bagi penduduk khususnya Indonesia. Pada pembuatan tempe selama ini identik dengan keberadaan bakteri kontaminan yang menyebabkan penyakit. Kondisi ini yang melatarbelakangi dilakukannya penelitian terhadap pembuatan tempe probiotik yang tidak mengandung bakteri kontaminan yang bersifat patogen. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kombinasi waktu perendaman dan penambahan konsentrasi Lactobacillus plantarum yang terbaik pada proses perendaman kedelai untuk menghasilkan tempe probiotik yang rendah kontaminan. Penelitian ini menggunakan metode penelitian eksperimental dengan Rancangan Acak Kelompok (RAK) 2 faktor dan masing-masing perlakuan diulang sebanyak tiga kali. Faktor pertama yaitu konsentrasi bakteri Lactobacillus
plantarum (107, 108, dan 109 CFU/ml) sedangkan faktor kedua yaitu waktu perendaman
(3,6, dan 9 jam). Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni 2009 sampai dengan Maret 2010. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi perlakuan konsentrasi bakteri
Lactobacillus plantarum109 CFU/ml dan waktu perendaman 9 jam menghasilkan total
Bakteri Asam Laktat 2,99.107 CFU/ml dan tidak mempunyai bakteri kontaminan (E.coli) dan produk yang dihasilkan merupakan tempe probiotik yang mempunyai 3,2.106 CFU/ml Bakteri Asam Laktat. Kesimpulan dari penelitian ini adalah dengan kombinasi waktu perendaman 9 jam dan penambahan konsentrasi Lactobacillus plantarum 109 CFU/ml pada proses perendaman kedelai yang tidak mengandung bakteri E. coli, demikian juga tempe probiotik yang menghasilkan yang tidak mengandung bakteri kontaminan (E. coli).
Pendahuluan
Tempe
merupakan
salah
satu produk fermentasi tradisional
yang cukup terkenal dan merupakan
sumber protein nabati yang sangat
potensial bagi penduduk khususnya
Indonesia.
Hal
ini
disebabkan
karena kedelai sebagai bahan baku
tempe telah banyak dikonsumsi oleh
negara berkembang dan selain itu
karena harganya yang relatif murah
tetapi nilai gizinya hampir seimbang
dengan sumber protein hewani
seperti daging sapi, susu sapi, dan
telur ayam (Koswara, 1995).
Selama ini faktor yang paling
sering
diperhatikan
dalam
pembuatan
tempe
adalah
pertumbuhan kapang karena tempe
identik dengan tumbuhnya kapang
pada
kedelai.
Kapang
yang
digunakan di Indonesia umumnya
ditumbuhkan pada daun waru atau
dalam bentu tepung, meskipun kini
telah
ada
yang
diproduksi
menggunakan
inokulum
murni
(LIPI). Inokulum tempe tradisional
banyak yang terkontaminasi oleh
bakteri baik pada saat pembuatan
ataupun saat pemasaran.
Keberadaan
bakteri
kontaminan pada inokulum akan
mengurangi kualitas tempe karena
ikut tumbuh bahkan dapat pula
menyebabkan penyakit, sehingga
pada
pembuatan
tempe
perlu
didahului
dengan
proses
perendaman. Perendaman selain
memperlunak
biji
kedelai
dan
menambah beratnya dan mencegah
2
perkembangan
bakteri
patogen.
Selama perendaman akan tumbuh
bakteri-bakteri asam laktat. Salah
satu contohnya adalah Lactobacillus
plantarum
yang
mampu
menghambat
pertumbuhan
Salmonella infantis, Enterobacter
aerogenes, Escherichia coli dan
Listeria
monocytogenes.
Lactobacillus plantarum merupakan
mikroorganisme
thermophillic,
tumbuh optimum pada suhu 55 dan
65°C. Bakteri asam laktat (BAL) juga
menghasilkan
bacteriocin
yang
mampu menghambat bakteri
Gram-positif
seperti
Staphylococcus
aureus,
Bacillus
cereus
dan
Clostridia. Jumlah BAL pada bahan
baku (kedelai) kurang dari 200
CFU/g dan jumlah bakteri aerob
mencapai sekitar 5.10
6per gram dan
setelah
perendaman
selama
semalam maka jumlah BAL pada air
rendaman akan meningkat menjadi
8.10
6hingga
9.10
6gram/liter.
Tingginya BAL menjadikan pH biji
kedelai turun sehingga memberikan
kondisi yang baik bagi pertumbuhan
jamur.
Penggunaan
BAL
yang
diinokulasikan pada perendaman
atau disertakan pada inokulum
jamur
akan
dapat
mengurangi
pertumbuhan
bakteri
patogen
(Anonymous, 2009).
Pada penelitian ini, akan
dilakukan penambahan konsentrasi
Bakteri Lactobacillus plantarum dan
waktu perendaman pada pembuatan
tempe
probiotik
menggunakan
Rancangan
Acak
Kelompok.
Dengan
menggunakan
cara
tersebut,
diharapkan
didapatkan
konsentrasi
bakteri
Lactobacillus
plantarum dan waktu perendaman
yang terbaik sehingga diperoleh
hasil tempe probiotik yang tidak
mengandung bakteri patogen.
Diharapkan hasil penelitian
ini dapat memberikan informasi dan
bahan pertimbangan bagi pendirian
serta
pengembangan
industri
pengolahan tempe dalam skala
industri menengah yang bebas
kontamianan.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian
dilakukan
di
Laboratorium Bioindustri, Jurusan
Teknologi
Industri
Pertanian,
Fakultas
Teknologi
Pertanian,
Universitas Brawijaya. Pengolahan
data di Laboratorium Komputasi dan
Analisis Sistem, Jurusan Teknologi
Industri
Pertanian,
Fakultas
Teknologi
Pertanian,
Universitas
Brawijaya. Penelitian dilakukan
mulai bulan Juni 2009 sampai
dengan Maret 2010.
Alat dan Bahan
Alat-alat
yang
digunakan
untuk pembuatan tempe probiotik
antara lain tampah, ember, rak,
cetakan,
keranjang,
pengaduk,
dandang,
kompor,
dan
plastik
pembungkus.
Alat-alat
yang
digunakan untuk analisa antara lain
mikroskop,
timbangan
digital,
tabung reaksi, erlenmeyer, cawan
Petri,
pipet
Apendof,
pipet,
inkubator,
pH
meter,
autoklaf,
kulkas, jarum ose, penetrometer
serta alat-alat untuk pembuatan
tempe (baskom, plastik dan rak
fermentasi).
Bahan
yang
digunakan
dalam pembuatan tempe adalah
kedelai lokal (kedelai Grobogan) dan
usar
tempe
merek
RAPRIMA.
Inokulasi
Bakteri
Asam
Laktat
menggunakan spesies Lactobacillus
plantarum FNCC 0027 dengan
3
Batasan Masalah
Dalam penelitian ini ditetapkan
beberapa batasan masalah antara
lain :
1.
Kedelai yang digunakan adalah
kedelai Grobogan untuk semua
perlakuan.
2. Air
yang
digunakan
pada
perlakuan
perendaman
menggunakan
air
sumur
di
Malang.
3. Usar tempe yang digunakan
merupakan usar dengan jumlah
dan merek yang sama.
4. Bakteri
Asam
Laktat
yang
digunakan
dalam
proses
perendaman
adalah
Lactobacillus plantarum.
5. Uji
analisis
tempe
probiotik
terfokus
pada
dua
analisis
perlakuan, yaitu analisis pada
proses
perendaman
(jumlah
bakteri kontaminan yaitu E. Coli
dan jumlah BAL) dan pada hasil
akhir (jumlah bakteri kontaminan
yaitu E. coli dan total BAL).
Metode Penelitian
Metode
penelitian
yang
digunakan
adalah
metode
eksperimental dengan rancangan
percobaan
Rancangan
Acak
Kelompok
(RAK)
masing-masing
faktor yaitu faktor A dan faktor B
yang terdiri dari 3 level,
masing-masing perlakuan diulang sebanyak
tiga kali (Gaspersz, 1992).
Kombinasi perlakuan seperti pada
Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Hasil kombinasi perlakuan
dari 2 faktor
Konsentrasi bakteri Lactobacillus plantarum (A) Waktu perendaman (B) 1 2 31 A1B1 A1B2 A1B3
2 A2B1 A2B2 A2B3
3 A3B1 A3B2 A3B3
Pelaksanaan Penelitian
Penelitian
ini
dilakukan
dalam dua yaitu tahap penentuan
kondisi
optimal
dari
perlakuan
perendaman menggunakan Bakteri
Asam
Laktat
(Lactobacillus
plantarum) dan waktu perendaman.
Analisis
yang
digunakan
pada
proses perendaman menggunakan
Bakteri Asam Laktat (Lactobacillus
plantarum) meliputi total bakteri
kontaminan (E. coli) dan total
probiotik (BAL) air rendaman. Hasil
terbaik dari proses perendaman
menggunakan Bakteri Asam Laktat
(Lactobacillus plantarum) dan waktu
perendaman akan di aplikasikan
pada tahap kedua yaitu pembuatan
tempe yang kemudian dilakukan
analisa
lanjutan
terhadap
total
Bakteri Asam Laktat (BAL) dan total
kontaminan (E. coli).
Metode Analisa Data
Analisa dilakukan terhadap
air rendaman menggunakan Bakteri
Asam
Laktat
(Lactobacillus
plantarum)
dan
tempe
yang
dihasilkan, dengan analisis tersebut
maka akan dihasilkan hasil yang
terbaik pada proses perendaman
dan waktu perendaman sehingga
akan diaplikasikan pada pembuatan
tempe
probiotik.
Analisa
yang
dilakukan terhadap air rendaman
menggunakan Bakteri Asam Laktat
(Lactobacillus plantarum) meliputi
total BAL (Lay, 1994) dan total
bakteri
kontaminan
(E.
coli)
(Anonymous, 2000). Perhitungan
dilakukan
dengan
menggunakan
SPC (Standar Plate Count) (Fardiaz,
1993).
Analisis
yang
dilakukan
terhadap tempe antara lain total
bakteri kontaminan yaitu E. coli dan
total BAL.
4
Data hasil penelitian yaitu
Jumlah Bakteri Asam Laktat dan
E.coli
dianalisa
dengan
menggunakan Uji Signifikansi untuk
menarik kesimpulan dan mengetahui
pengaruh antar perlakuan untuk
mengetahui perlakuan mana yang
menyebabkan perbedaan tersebut.
Pemilihan Perlakuan Terbaik
Pemilihan perlakuan terbaik
didasarkan total Bakteri Asam Laktat
dan jumlah kontaminan (E.coli) dari
setiap perlakuan. Berdasarkan Uji
Signifikansi
karena
hasil
Uji
Signifikansi
akan
diketahui
kombinasi perlakuan mana yang
terbaik (Hanafiah, 1991). Setelah
pemilihan perlakuan terbaik maka
kombinasi perlakuan tersebut akan
diaplikasikan
pada
pembuatan
tempe probiotik.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Total Bakteri Asam Laktat (BAL)
Berdasarkan data penelitian
yang diperoleh pada Tabel 2, bahwa
nilai total Bakteri Asam Laktat
rata-rata yang tertingi sebesar 2,99.10
7CFU/ml
pada
penambahan
konsentrasi
bakteri
Lactobacillus
plantarum sebesar 10
9CFU/ml
dengan kombinasi waktu 9 jam,
sedangkan nilai total Bakteri Asam
Laktat rata-rata terendah sebesar
8,50.10
5CFU/ml pada kombinasi
perlakuan
10
7CFU/ml
untuk
penambahan
konsentrasi
bakteri
Lactobacillus plantarum dan 3 jam
waktu perendaman. Tingginya total
Bakteri Asam Laktat ini dikarenakan
penambahan bakteri Lactobacillus
plantarum pada proses perendaman
kedelai.
Semakin
banyak
penambahan konsentrasi Bakteri
Asam Laktat dalam perendaman
kedelai maka jumlah Bakeri Asam
Laktat semakin meningkat pula. Hal
ini dikarenakan terdapat akumulasi
Tabel 2. Rerata Total Bakteri Asam
Laktat (BAL)
I (Penamba han Konsentra si Bakteri Asam Laktat) W (Waktu Perenda man) Rerata (CFU/ml) Not asi 107 CFU/ml 3 jam 8,50.105 a 6 jam 9,14.105 a 9 jam 1,51.106 b 108 CFU/ml 3 jam 6,44.106 c 6 jam 7,84.106 d 9 jam 2,17.107 e 109 CFU/ml 3 jam 2,19.107 e 6 jam 2,91.107 f 9 jam 2,99.107 gKeterangan : Adanya notasi yang beda menunjukkan adanya beda nyata
jumlah antara Bakteri Asam Laktat
yang ditambahkan dengan Bakteri
Asam Laktat yang terdapat pada
kedelai
pada
saat
proses
perendaman
karena
setelah
perendaman maka jumlah Bakteri
Asam Laktat pada air rendaman
akan
meningkat.
Pertumbuhan
Bakteri Asam Laktat yang baik
ditandai oleh bau masam dan
berbusa pada permukaan kedelai
(Anonymous, 2009).
Hal
tersebut
dikarenakan
semakin
banyak
pertumbuhan
Bakteri Asam Laktat pada proses
perendaman
kedelai
akan
menurunkan pH larutan sehingga
bakteri kontaminan khususnya E.
coli akan berkurang atau bahkan
mati karena E. coli tidak dapat
tumbuh
pada
kondisi
asam,
sedangkan Bakteri Asam Laktat dan
Lactobacillus
plantarum
memiliki
ketahanan terhadap kondisi stress
seperti pH asam, liafilisasi, suhu,
dan etanol (Anonymous, 2008).
5
Setelah
didapatkan
data
statistik maka dari data tersebut
digunakan untuk mencari pengaruh
dari masing-masing faktor terhadap
respon
yang
diinginkan,
untuk
mencari pengaruh dari konsentrasi
Lactobacillus
plantarum,
waktu
perendaman serta kombinasi antara
konsentrasi Lactobacillus plantarum
dan waktu perendaman. Selanjutnya
untuk menghasilkan Uji Signifikasi
perlu
dilihat
interaksi
antara
perlakuan konsentrasi Lactobacillus
plantarum dan waktu perendaman.
Hasil nilai signifikansi (0.000) < 0,05
yang berarti bahwa interaksi antara
konsentrasi Lactobacillus plantarum
dan
waktu
perendaman
berpengaruh
nyata
terhadap
banyaknya
pertumbuhan
bakteri
Bakteri Asam Laktat pada tingkat
kesalahan sebesar 5%.
Notasi pada Uji Signifikansi
digunakan
untuk
mengetahui
pengaruh dari masing-masing faktor,
jika notasinya berbeda maka faktor
tersebut
dikatakan
berpengaruh
nyata (Hanafiah, 1991). Hal tersebut
dikarenakan tinginya Bakteri Asam
Laktat disebabkab oleh beberapa
faktor, antara lain adanya substrat
yang ada pada media sehingga
bakteri tersebut dapat berkembang
biak menjadi lebih banyak. Faktor
lain yang mungkin yaitu faktor
lingkungan,
pH,
serta
suhu
(Anonymous, 2008).
Gambar 1 merupakan grafik
dari pertumbuhan Bakteri Asam
Laktat,
semakin
banyak
penambahan
konsentrasi
bakteri
Lactobacillus plantarum maka akan
meningkatkan total Bakteri Asam
Laktat
(BAL)
pula.
Hal
ini
dikarenakan
terdapat
akumulasi
jumlah antara Bakteri Asam Laktat
yang ditambahkan dengan Bakteri
Asam Laktat yang terdapat pada
kedelai pada
Gambar
1.
Grafik
Hubungan
Interaksi
dengan
Pertumbuhan
Bakteri Asam Laktat
saat proses perendaman karena
setelah perendaman maka jumlah
Bakteri Asam Laktat pada air
rendaman
akan
meningkat.
Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat
yang baik ditandai oleh bau masam
dan busa pada permukaan kedelai.
Jumlah Kontaminan (E. coli)
Berdasarkan data penelitian
yang diperoleh terdapat pada Tabel
3, dapat diketahui bahwa nilai total
E.coli rata-rata yang tertingi sebesar
16,3.10
1CFU/ml pada penambahan
konsentrasi
bakteri
Lactobacillus
plantarum sebesar 10
7CFU/ml
dengan kombinasi waktu 3 jam,
sedangkan
pada
kombinasi
perlakuan
penambahan
konsentrasi
bakteri
Lactobacillus
plantarum 10
9CFU/ml dan 9 jam
waktu perendaman menghasilkan
nilai total E.coli yang diharapkan
yaitu 0 atau tidak ada bakteri E. coli
yang tumbuh. Selama perendaman
akan tumbuh bakteri-bakteri asam
laktat. Salah satu contohnya adalah
Lactobacillus
plantarum
yang
mampu menghambat pertumbuhan
Salmonella infantis, Enterobacter
aerogenes, Escherichia coli dan
Listeria monocytogenes.
6
Tabel 3. Rerata Jumlah Kontaminan
(E.coli)
I (Penamba han Konsentra si Bakteri Asam Laktat) W (Waktu Perenda man) Rerata (CFU/m l) Nota si 107 CFU/ml 3 jam 16,3.101 A 6 jam 14,7.101 B 9 jam 13,5.101 C 108 CFU/ml 3 jam 12,8.101 D 6 jam 10,7.101 E 9 jam 8,13.101 F 109 CFU/ml 3 jam 5,03.101 G 6 jam 1,83.101 H 9 jam 0 IKeterangan : Adanya notasi yang beda menunjukkan adanya beda nyata
Penggunaan
BAL
yang
diinokulasikan pada perendaman
akan
dapat
mengurangi
pertumbuhan
bakteri
patogen
(Anonymous, 2009).
Hal ini menunjukkan semakin
banyak penambahan konsentrasi
bakteri
Lactobacillus
plantarum
maka akan menurunkan pH air
rendaman sehingga total E. coli
lebih rendah. Menurut Herman dan
Karmini (1996), pengasaman terjadi
karena
pertumbuhan
bakteri
penghasil asam laktat yang disebut
Lactobacillus
sp.
Perendaman
kedelai
dengan
cara
inokulasi
Lactobacillus plantarum disamping
dapat mencegah kontaminan, juga
mampu
menurunkan
pH
air
rendaman
karena
dapat
menghasilkan
asam
laktat.
Tingginya BAL menjadikan pH biji
kedelai turun sehingga memberikan
kondisi yang baik bagi pertumbuhan
jamur. Selama proses perendaman
pH kedelai akan turun mencapai
4,5-5,3 (Oktaviani, 2000). Keasaman pH
rendah merupakan substansi yang
bersifat
toksik
bagi
bakteri
kontaminan, dengan menghasilkan
pH rendah disekelilingnya sehingga
memungkinkan beberapa kegiatan
metabolik dapat berjalan secara
efektif (Ashenafi and Bushe, 1991).
Keasaman
sebelum
proses
perendaman merupakan salah satu
faktor penting untuk membunuh E.
coli.
Gambar 2, merupakan grafik
pertumbuhan Bakteri E.coli, semakin
banyak penambahan konsentrasi
bakteri
Lactobacillus
plantarum
maka akan menurunkan pH air
rendaman sehingga total E. coli
lebih rendah. Perendaman kedelai
dengan cara inokulasi Lactobacillus
plantarum
disamping
dapat
mencegah kontaminan, juga mampu
menurunkan pH air rendaman
Interaksi 10^9 dengan 9 jam 10^9 dengan 6 jam 10^9 dengan 3 jam 10^8 dengan 9 jam 10^8 dengan 6 jam 10^8 dengan 3 jam 10^7 dengan 9 jam 10^7 dengan 6 jam 10^7 dengan 3 jam R a ta -r a ta E .c o li 150.00 100.00 50.00 0.00
Estimated Marginal Means of E.coli
