1
KARAKTERISTIK MIKROBIOLOGIS KULTUR STARTER
KERING KEFIR DENGAN SINBIOTIK
TERENKAPSULASI DALAM
BENTUK GRANUL
SKRIPSI AWLIA RAHMAN
DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
i
RINGKASAN
AWLIA RAHMAN. D14053615. 2009. Karakteristik Mikrobiologis Kultur
Starter Kering Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dalam Bentuk Granul.
Skripsi. Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Rarah Ratih Adjie Maheswari, DEA Pembimbing Anggota : Sutriyo, S.Si, M.Si, Apt
Kefir merupakan salah satu jenis minuman susu fermentasi yang memiliki rasa khas, yaitu asam dan berkarbonat. Saat ini tingkat konsumsi kefir di Indonesia masih dapat dikatakan lebih rendah bila dibandingkan dengan susu fermentasi lain seperti yogurt ataupun dadih. Rendahnya tingkat konsumsi ini disebabkan karena kefir belum terlalu dikenal oleh masyarakat Indonesia. Ditambah lagi kultur starter kefir, berupa biji kefir atau bulk kultur starter kefir, yang masih sulit didapatkan di pasaran.
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan kultur starter kefir kering dalam bentuk granul, mempelajari karakteristik mikrobiologis kultur starter kefir selama proses pembuatannya serta mengetahui kemampuan granul kultur starter untuk menghasilkan produk kefir. Granul kultur starter kefir diperkaya dengan sinbiotik yang dienkapsulasi menggunakan sodium alginate agar didapatkan kefir yang lebih kaya manfaat kesehatannya. Penelitian dilaksanakan selama 6 bulan di Laboratorium Mikrobiologi Bagian Teknologi Hasil Ternak Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian dilaksanakan melalui 2 tahapan. Tahap I terdiri atas penentuan waktu panen Bakteri Asam Laktat (BAL) Kefir dan bakteri probiotik (L. acidophilus dan B. longum), pengeringan kultur starter kefir, enkapsulasi dan pengeringan bakteri probiotik, granulasi, evaluasi mikrobiologis granul kultur starter (jumlah BAL, TPC, dan jumlah bakteri koliform), dan penentuan formula imbangan sodium starch glycolate (SSG) dan laktosa terbaik. Tahap kedua penelitian terdiri atas pembuatan produk kefir sinbiotik menggunakan granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dan mengevaluasi kualitas mikrobiologis dari kefir yang dihasilkan (jumlah BAL). Granul kultur starter kefir dibuat dengan menggunakan tiga buah formulasi yang dibedakan pada persentase laktosa dan sodium starch glycolate (SSG) yang digunakan (KL21S1, KL20S2, dan KL19S3). Pengaruh proses pengeringan
kultur BAL kefir terhadap kemampuan hidup BAL kefir, serta pengaruh proses enkapsulasi dan pengeringan kultur probiotik terhadap kemampuan hidup bakteri probiotik diuji dengan menggunakan uji-t. Evaluasi kualitas mikrobiologis dari ketiga formula imbangan laktosa dan SSG yang berbeda ditentukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL), data dianalisis menggunakan sidik ragam. Hasil yang berbeda nyata dilanjutkan dengan uji Tukey.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemanenan BAL asal biji kefir dilakukan pada umur kultur 16 jam, bakteri probiotik (L. acidophilus dan B. longum) dipanen saat umur kultur 15 jam. Pengeringan kultur starter kefir tidak berpengaruh (P>0,05) terhadap viabilitas BAL kefir, sedangkan pengeringan kultur probiotik nyata berpengaruh (P<0,05) terhadap penurunan viabilitas bakteri probiotik. Granul
ii dengan formulasi imbangan laktosa dan SSG yang berbeda tidak memberikan pengaruh (P>0,05) terhadap Total Plate Count (TPC) dan jumlah bakteri asam laktat. Granul kultur starter bebas dari bakteri koliform, dengan jumlah akhir populasi bakteri asam laktat adalah >107 cfu/g. Granul kultur starter mampu memfermentasi susu menjadi produk kefir yang mengandung jumlah BAL >107 cfu/g untuk ketiga formula. Kefir yang dihasilkan dari granul kultur starter memenuhi syarat sebagai pangan fungsional berdasarkan kandungan BAL.
iii
ABSTRACT
Microbiological characteristics of Kefir Starter Culture Combined with Sinbiotic Encapsulated in the Form of Granule
Rahman, A., R.R.A. Maheswari, and Sutriyo
The aim of this study was to produce and evaluate microbiological quality of kefir starter culture supplemented with encapsulated synbiotic in the form ofr granule. The research was conducted in Laboratorium of Microbiology, Dept. Animal Production Science and Technology, Faculty of Animal Science. In the first step, The preparation of starter culture included determination of harvest time of Lactic Acid Bacteria (LAB) issued from kefir grains and probiotic bacteria (Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium longum), encapsulation of probiotic bacteria and prebiotic (inulin) , drying of kefir starter culture, granulation, and determination the best formulas (KL21S1, KL20S2 or KL19S3) of granule base on different rasio of
lactose and sodium starch glycolate (SSG) as the treatments. The reseach used completely randomized design and data were statistically analyzed by analysis of variance and continued to Tukey-test when the treatment effect was significant (P<0.05). Parameter observed were total Lactic Acid Bacteria (LAB), Total Plate Count (TPC) bacteria and the prsence of coliform bacteria, both in granul starter culture of kefir and kefir resulted. Propagation LAB issued from kefir and probiotic bacteria as source of granule starter needed to incubated during 16 hours and 15 hours, respectively, to atteint population bacteria >9 log10 cfu/g. The granule
formulation with different rasio of lactose and SSG resulted no difference both in total LAB or TPC. LAB population could be maintained higher than 7 log10 cfu/g
both in granule starter or kefir resulted. There was no coliform bacteria presence both in granule nor in kefir product. Microbiologically, the granule starter kefir combined with encapsulated sinbiotic was fulfill the standard safety to produce sinbiotic kefir as functional food.
iv
KARAKTERISTIK MIKROBIOLOGIS KULTUR STARTER
KERING KEFIR DENGAN SINBIOTIK
TERENKAPSULASI DALAM
BENTUK GRANUL
AWLIA RAHMAN D14053615
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 2009
v Judul Skripsi : Karakteristik Mikrobiologis Kultur Starter Kering Kefir dengan
Sinbiotik Terenkapsulasi dalam Bentuk Granul Nama : Awlia Rahman
NIM : D14053615
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
vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara yang dilahirkan pada tanggal 12 November 1987 di DKI Jakarta dari pasangan Khairman dan Rahmah. Penulis memulai pendidikannya di TK Fatahillah pada tahun 1991, dilanjutkan dengan Sekolah Dasar (SD) yang ditamatkan pada tahun 1997 di SDN 01 Keagungan, Jakarta Barat. Penulis menyelesaikan pendidikan lanjutan pertama pada tahun 2000 di SLTP Negeri 54, Jakarta Barat dan pendidikan lanjutan menengah atas diselesaikan pada tahun 2005 di SLTA Negeri 19, Jakarta Barat. Penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada tahun 2005. Satu tahun kemudian penulis diterima sebagai mahasiswa Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor dengan mayor Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan.
Selama menimba ilmu di Institut Pertanian Bogor, Penulis aktif di berbagai organisasi, diantaranya: Badan Eksekutif Mahasiswa Komunitas Mahasiswa Institut Pertanian Bogor (BEM KM IPB) pada tahun 2006/2007 sebagai staff Departemen Komunikasi dan Informasi (Depkominfo), anggota Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Volly pada tahun 2006/2007, dan Sekretaris I Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Peternakan (BEM-D) pada tahun 2007/2008. Penulis juga berperan aktif dalam berbagai kepanitiaan selama mengikuti pendidikan di Institut Pertanian Bogor, baik tingkat fakultas maupun tingkat universitas. Pada tahun 2008/2009 penulis aktif sebagai asisten praktikum dari Mata Kuliah Teknik Pengolahan Susu.
Beberapa prestasi pernah diraih Penulis selama menjadi mahasiswa Institut Pertanian Bogor, diantaranya adalah penerima hibah Dikti dalam rangka Program Kreativitas Mahasiswa bidang penelitian (PKM Penelitian) dengan judul “Formulasi Chicken Jelly Drink sebagai Minuman Instan Sumber Protein” pada tahun 2007. Setahun kemudian penulis kembali mendapatkan hibah Dikti dalam rangka mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa bidang ilmiah (PKM I) dengan judul yang sama. Penulis merupakan penerima beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) dan Beasiswa Bantuan Mahasiswa (BBM) pada tahun 2007-2009.
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahirabbil’alamin, segala puja-puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan berbagai nikmat. Shalawat serta salam selalu tercurah bagi Baginda Rasulullah SAW, beserta keluarga, sahabat dan semoga kepada kita sebagai ummatnya, amin.
Skripsi dengan judul “Karakteristik Mikrobiologis Kultur Starter Kering
Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dalam Bentuk Granul” ini disusun
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini berisi mengenai karakteristik kultur starter kefir dalam bentuk granul berdasarkan nilai mikrobiologisnya. Granul kultur starter kefir dibuat dengan harapan penyediaan kultur starter kefir yang lebih praktis dan efisien. Tujuan pembuatan kultur starter kefir dalam bentk granul adalah untuk mengetahui karakteristik mikrobiologis beserta aplikasinya dalam susu sapi. Penulisan skripsi ini diharapkan dapat memberikan sumbangan informasi dan referensi bagi pengembangan penyediaan kultur starter kefir yang lebih praktis dan efisien sehingga secara tidak langsung dapat membantu peningkatan nilai konsumsi susu fermentasi kefir di dalam negeri.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan dan ketidaksempurnaan di dalamnya. Penulis mengharapkan skripsi ini dapat menyumbangkan informasi-informasi yang diperlukan bagi perkembangan pengolahan produk susu. Penulis sampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak yang telah turut membantu proses penyusunan skripsi ini. Semoga Allah SWT membalasnya dengan yang lebih baik. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi semua pihak.
Bogor, Desember 2009
viii DAFTAR ISI RINGKASAN... ... ABSTRACT... LEMBAR PERNYATAAN... LEMBAR PENGESAHAN... RIWAYAT HIDUP... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI ... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... Latar Belakang... Tujuan... TINJAUAN PUSTAKA... Susu... Susu Fermentasi... Kefir... Mikroflora Kefir... Probiotik... Lactobacillus acidophilus... Bifidobacterium longum………... Prebiotik... Inulin... Mikroenkapsulasi Probiotik……... Alginat... Pengeringan Kultur...
Spray Dry (Pengeringan Semprot)... . Freeze Dry (Pengeringan Beku)...
Laktosa... Maltodekstrin... Granul... Bahan Pengisi (Filler)... Bahan Pengikat (Binder)... Pengemasan... Alumiunium Foil... Low Density Polyethilene... METODE... Lokasi dan Waktu...
Halaman i iii iv v vi vii viii xi xii xiii 1 1 2 3 3 3 4 5 5 6 6 7 8 8 9 9 9 10 10 10 11 12 12 12 12 13 13
ix Materi... Bahan... Alat... Rancangan Percobaan... Model... Prosedur...
Penelitian Tahap I... Persiapan Kultur Starter Kefir, L. acidophilus dan B. longum... Penentuan Waktu Pemanenan Bakteri Asam Laktat Asal Biji Kefir, L. acidophilus dan B. longum... Pengeringan Kultur Bakteri Asam Laktat (BAL) Kefir... Enkapsulasi dan Pengeringan Bakteri L. acidophilus dan B. longum... Formulasi, Pembuatan, dan Evaluasi Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dalam Bentuk Granul...
Jumlah Bakteri Asam Laktat (DSN, 1992)... Total Plate Count (TPC) (DSN, 1992)... Jumlah Bakteri Koliform (DSN, 1992)... Penelitian Tahap II... HASIL DAN PEMBAHASAN...
Penelitian Tahap I... Persiapan Kultur Starter Kefir, L. acidophilus dan B. longum... Penentuan Waktu Pemanenan Bakteri Asam Laktat Asal Biji Kefir, L. acidophilus dan B. longum... Pengeringan Kultur Bakteri Asam Laktat (BAL) Kefir... Enkapsulasi dan Pengeringan Bakteri L. acidophilus dan B. longum... Pembuatan Granul Kutur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi... Evaluasi Mikrobiologis Granul Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi... Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) Kefir... Total Plate Count (TPC)... Jumlah Bakteri Koliform... Penelitian Tahap II...
Pembuatan Produk Kefir Sinbiotik Menggunakan Granul Kultur Starter dengan Sinbiotik Terenkapsulasi... Pengujian Kualitas Kefir Hasil Aplikasi Granul Kultur Starter dengan Sinbiotik Terenkapsulasi... KESIMPULAN DAN SARAN... UCAPAN TERIMA KASIH... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... 13 13 13 13 14 14 14 14 15 15 16 18 19 20 21 23 23 23 26 28 29 32 34 34 35 36 37 37 38 40 41 42 46
x
DAFTAR TABEL
Nomor.
1. Formulasi Granul Kultur Starter... 2. Morfologi Kultur Starter Kefir dan Probiotik... 3. Populasi Kultur Starter selama 24 Jam Pertumbuhan dalam Media MRSB...
Halaman 18 24 27
xi
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1. Diagram Alir Pembuatan Kultur Starter Kefir Bubuk…... 2. Diagram Alir Pembuatan Sinbiotik Kering Terenkapsulasi... 3. Diagram Alir Pembuatan Granul Kultur Starter dengan Sinbiotik
Terenkapsulasi... 4. Morfologi Bakteri Asam Laktat Asal Biji Kefir... 5. Morfologi (a) Lactobacillus acidophilus dan (b) Bifidobacterium
longum... 6. Kurva Pertumbuhan BAL Kefir, Lactobacillus acidophilus dan Bifidobacterium longum... 7. Diagram Populasi BAL Starter Kering Kefir... 8. Biokapsul Sinbiotik menggunakan Alginat dalam Larutan CaCl2...
9. Diagram Populasi Bakteri Probiotik L. Acidophilus dan B. Longum.. 10.Granul Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi... 11.Granul Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dalam
Kemasan LDPE... 12.Diagram Populasi Bakteri Asam Laktat Granul Kultur Starter Kefir Sinbiotik... 13.Diagram Populasi Total Plate Count Granul Kultur Starter Kefir Sinbiotik... 14.Produk Kefir menggunakan Granul Kultur Starter Kefir Sinbiotik dalam Kemasan Cup 200 ml...
Halaman 16 17 19 24 25 26 28 30 31 33 34 34 35 36
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
1. Uji-t Kultur Segar dengan Biokapsul Basah Lactobacillus acidophilus... 2. Uji-t Biokapsul Basah dengan Biokapsul Kering Lactobacillus
acidophilus... 3. Uji-t Kultur Segar dengan Biokapsul Basah Bifidobacterium
longum…………... 4. Uji-t Biokapsul Basah dengan Biokapsul Kering Bifidobacterium
longum... 5. Uji-t Kultur Feeder dengan Kultur Perbanyakan Kefir... 6. Uji-t Kultur Perbanyakan dengan Kultur Kering Kefir... 7. Uji Asumsi Analisis Keragaman Data Kualitas Mikrobiologis
Granul Kultur Starter Kefir... 8. Analisis Ragam Jumlah BAL Granul Kultur Starter Kefir Sinbiotik... 9. Analisis RagamTPC Granul Kultur Starter Kefir Sinbiotik... 10.Komposisi Buffer Pepton Water (BPW)-OXOID... 11.Komposisi Plate Count Agar (PCA)-OXOID... 12.Komposisi deMan Rogose Sharpe Agar (MRSA)-OXOID... 13.Komposisi Violet Red Bile Agar (VRBA)-OXOID...
Halaman 47 47 47 47 47 48 48 48 48 48 49 49 50
1
PENDAHULUAN Latar Belakang
Susu merupakan hasil sekresi dari kelenjar susu induk mamalia sebagai minuman alami pertama anak dan memiliki kandungan nutrisi yang terdiri atas air, lemak, serta padatan susu non lemak (Solid Non Fat/SNF) meliputi protein, laktosa, vitamin, dan mineral. Susu mempunyai manfaat yang sangat baik bagi kesehatan manusia, namun tidak semua orang dapat mengkonsumsinya karena alasan menderita lactose intolerance. Beberapa cara dapat dilakukan untuk mengatasi konsumsi susu yang rendah sekaligus mengatasi masalah lactose intolerance, yaitu dengan diversifikasi produk susu menjadi susu fermentasi, salah satunya adalah kefir.
Kefir dibuat dengan penambahan kultur starter berupa biji kefir maupun bulk starter kefir ke dalam susu yang telah dipanaskan. Biji kefir terdiri atas bakteri yang didominasi Bakteri Asam Laktat (BAL) dan khamir bahkan kadang-kadang terdapat kapang. Kultur starter memegang peranan penting dalam proses fermentasi. Biji kefir masih sulit didapatkan secara komersil, bila ada biasanya berupa bulk starter dalam bentuk cair sehingga bersifat voluminous. Kesadaran masyarakat untuk mengkonsumsi susu dalam bentuk produk fermentasi, diantaranya kefir, menuntut ketersediaan kultur starter kefir secara kontinyu dalam bentuk instan atau siap pakai yang mudah didapatkan, tersedia secara kontinyu, dan praktis dalam penggunaannya. Kultur starter kefir dalam bentuk granul merupakan salah satu penawaran yang menarik untuk diwujudkan.
Granul merupakan salah satu bentuk sediaan dengan ukuran partikel 4-12 mesh. Pembuatan kultur starter kefir dalam bentuk granul diharapkan dapat membantu penyediaan kultur starter kefir yang lebih efisien guna menghasilkan susu fermentasi kefir dengan lebih mudah dan praktis. Saat ini, konsep penilaian pangan tidak hanya berdasarkan citarasa enak dan bergizi serta aman untuk dikonsumsi saja, tetapi diharapkan mampu memberikan manfaat positif dalam mencegah atau menanggulangi berbagai penyakit, dan dikenal sebagai pangan fungsional. Peningkatan kesehatan tubuh melalui asupan pangan diantaranya dapat dilakukan dengan penambahan bakteri probiotik dan substrat pertumbuhannya berupa prebiotik. Oleh karena itu, granul kultur starter pada penelitian ini diperkaya bakteri probiotik L.acidophilus dan B.longum serta inulin sebagai prebiotik. Perpaduan probiotik dan
2 prebiotik (sinbiotik) dalam granul kultur starter kefir diharapkan dapat menghasilkan produk kefir sinbiotik sebagai bahan fungsional. Bakteri probiotik dan prebiotik memiliki sifat yang sensitif terhadap keadaan ekstrim saluran pencernaan. Oleh karenanya, perlu perlindungan terhadap prebiotik dan bakteri probiotik agar dapat tetap bertahan sampai pada saluran cerna. Perlindungan yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan enkapsulasi. Enkapsulasi bertujuan melindungi bakteri probiotik dari asam lambung dan garam empedu agar dapat melakukan aktivitasnya hanya setelah berada dalam usus.
Pembuatan kultur starter kefir dalam bentuk granul belum pernah dilakukan pada penelitian-penelitain sebelumnya, sehingga perlu dicobakan beberapa formulasi. Produk kefir sinbiotik yang dihasilkan menggunakan granul kultur starter dengan sinbiotik terenkapsulasi diharapkan dapat berperan sebagai salah satu bahan pangan fungsional, yakni mampu memberikan manfaat kesehatan melalui aktivitas probiotik yang lebih tinggi walaupun telah melewati berbagai kondisi ekstrim dalam saluran pencernaan.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat dan mempelajari karakteristik mikrobiologis kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dalam bentuk granul selama proses pembuatan, mengevaluasi kualitas mikrobiologis (jumlah BAL, TPC, dan jumlah bakteri koliform) granul kultur starter dengan sinbiotik terenkapsulasi yang dihasilkan, serta mengetahui kemampun granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dalam menghasilkan produk kefir sinbiotik.
3
TINJAUAN PUSTAKA Susu
Menurut SNI 01-3141-1998, susu murni adalah cairan yang berasal dari ambing sapi sehat dan bersih, yang diperoleh dengan cara yang benar, yang kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah sesuatu apapun dan belum mendapat perlakuan apapun. Susu segar adalah susu murni yang disebutkan di atas dan tidak mendapat perlakuan apapun kecuali proses pendinginan tanpa mempengaruhi kemurniannya. Buckle et al. (1987) mendefinisikan susu sebagai sekresi dari kelenjar susu binatang yang menyusui anaknya. Sebagian besar produk pangan menggunakan susu. Ditinjau dari segi gizi, susu merupakan makanan yang hampir sempurna dan merupakan makanan alamiah bagi mamalia yang baru lahir. Susu merupakan satu-satunya sumber makanan pemberi kehidupan segera sesudah kelahiran.
Susu memiliki nilai biologis tinggi karena daya cerna dan serap yang tinggi. Susu juga merupakan sumber protein yang bermutu tinggi karena menyediakan asam amino essensial yang diperlukan bagi tubuh. Komponen susu yaitu air, bahan kering (total solid) dan bahan kering tanpa lemak (solid non fat). Nilai gizi dalam susu antara lain kalori (61,00 kkal), protein (3,20 g), lemak (3,50 g), karbohidrat (4,3 g), kalsium (143 mg), fosfor (60 g ), besi (1,7 g ), vitamin A (130 SI ), vitamin B1 (0,03 mg), vitamin C (1,00 mg) (Sudono, 1985 ).
Susu Fermentasi
Susu fermentasi adalah produk susu yang diperoleh melalui fermentasi susu. Susu fermentasi tersebut dihasilkan dari fermentasi bahan baku susu dengan atau tanpa dimodifikasi dengan mikroorganisme yang sesuai dan menyebabkan penurunan pH dengan atau tanpa koagulasi. Flavour susu fermentasi mengandung maksimum 50% (b/b) bahan selain susu (seperti pemanis alami dan buatan, buah dan sayur sebagai sari rasa, sereal, madu, coklat, kopi, dan flavour makanan lainnya) (Codex, 2003). Fermentasi susu secara umum menyebabkan terjadinya pemecahan laktosa menjadi asam laktat oleh aktivitas enzim yang disekresikan oleh mikroorganisme tertentu dalam usahanya memanfaatkan kandungan nutrisi susu untuk pertumbuhan dan sumber energi (Tamime dan Robinson, 1999).
4
Kefir
Kefir merupakan salah satu produk susu fermentasi yang mempunyai rasa asam beralkohol dengan kekentalan seperti krim dan sedikit berbuih. Selain itu, kefir mempunyai rasa berbusa (foam) dan beruap (fizzy) seperti bir. Rasa asam yang timbul dalam kefir disebabkan oleh aktivitas bakteri yang menghasilkan asam laktat, sedangkan alkohol, rasa berbusa dan beruap dihasilkan oleh khamir yang memfermentasi laktosa menjadi alkohol dan CO2. Kefir mengandung 0,5 - 1%
alkohol dan 0,9 - 1,1% asam laktat (Rahman et al., 1992). Komposisi kefir menurut Codex (2003) terdiri atas: protein susu minimal 2,7% b/b, lemak susu kurang dari 10% b/b, Total Asam Tertitrasi (TAT) 0,7%, etanol minimal 0,5% v/b, jumlah mikroorganisme kultur starter minimal 107, dan khamir minimal 104 cfu/g. Starter kultur kefir disiapkan dari biji kefir yang tersusun dari Lactobacillus kefiri, Leuconostoc sp, Lactococcus sp dan Acetobacter sp yang tumbuh dalam hubungan spesifik dan kuat.
Rahman et al. (1992) menambahkan, kefir dapat dihasilkan dari susu sapi, domba atau kambing yang difermentasi dengan cara menambahkan kefir grain (biji kefir). Biji kefir tersebut berwarna putih kekuningan berbentuk seperti butir-butir nasi, ukurannya tidak seragam, tidak larut dalam air dan bersifat seperti gelatin. Biji kefir mengandung 24 persen polisakarida yang bersifat lengket. Biji kefir ini merupakan simbiosis antara bakteri asam laktat dan khamir dengan permukaan dilapisi kapang dalam perbandingan yang seimbang. Karakteristik sensori yang dimiliki kefir menurut Tamime (2006) adalah: (a) warnanya putih atau kekuningan; (b) aroma seimbang dan aroma yeasty; (c) rasanya asam, tetapi menyenangkan dan menyegarkan; dan (d) teksturnya lebih tebal, tetapi tidak lengket dan mempunyai konsistensi yang elastis.
Metode pembuatan kefir secara tradisional terdiri atas pasteurisasi susu, diikuti dengan pendinginan susu pada suhu 20oC sampai 25oC, inokulasi dengan biji kefir sebanyak 2-10%, inkubasi selama 18 sampai 24 jam, kemudian penyaringan untuk memisahkan biji kefir. Baru-baru ini, proses pembuatan kefir telah dimodifikasi dengan menggunakan kultur cair yang dibuat dari biji kefir untuk meningkatkan hasil dan mengurangi kontaminasi (Hertzler dan Clancy, 2003).
5
Mikroflora Kefir
Berbagai pendapat dan hasil penelitian yang beragam dikemukakan mengenai komposisi mikroflora biji kefir. Hirota (1987) menyatakan bahwa dari biji kefir berhasil diisolasi sebanyak 90 strain bakteri asam laktat, 4 strain khamir yang mampu memfermentasi laktosa, yaitu C. pseudotropicalis dan 96 strain Saccharomyces spp. (termasuk Torulapsis homlii).
Tamime dan Marshall (1994) menjelaskan bahwa jenis mikroorganisme yang terdapat dalam biji kefir tergantung pada sumber dan negara asal, serta teknik pembuatan kultur yang digunakan untuk mengidentifikasi spesies yang beragam tersebut. Koroleva (1991) menambahkan, bahwa setiap perubahan dalam penanganan atau pengolahan granula kefir akan memulai perubahan komposisi mikrobiologi kefir. Penanganan atau pengolahan biji kefir yang dimaksud adalah suhu pengolahan, perbandingan antara biji kefir dan susu, kondisi dan lama waktu penyimpanan starter kefir, banyaknya agitasi susu yang mengandung granula kefir di dalamya selama pemeraman dan pencucian biji kefir.
Bakteri asam laktat yang termasuk penyusun mikroflora kefir adalah Lactobacillus sp. dan Streptococcus sp. yang bersifat homofermentatif (Fardiaz, 1992). Menurut Botazzi (1983), dalam kondisi lingkungan yang sesuai, baik suhu dan pH yang optimum bakteri Lactobacillus sp. tumbuh cepat dalam susu dan curd yang padat dan tebal. Suhu optimum pertumbuhan Lactobacillus sp. antara 42-45oC, memproduksi asam laktat pada kondisi anaerobik fakultatif.
Bakteri Streptococcus sp. merupakan bakteri yang berbentuk bulat yang hidup secara berpasangan atau membentuk rantai pendek yang bersifat homofermentatif, beberapa spesies memproduksi asam laktat secara cepat dalam kondisi anaerobik fakultatif. Bakteri ini dapat tumbuh pada kisaran suhu yang luas 5-50oC, dapat tumbuh pada pH alkali dan bersifat termodurik sehingga tahan terhadap suhu pasteurisasi atau suhu yang lebih tinggi (Fardiaz, 1992).
Probiotik
Probiotik merupakan pangan yang mengandung bakteri hidup, yang bermanfaat bagi kesehatan. Definisi lain mengatakan bahwa probiotik merupakan makanan tambahan berupa sel-sel mikroba hidup, yang memiliki pengaruh menguntungkan bagi hewan inang yang mengkonsumsinya melalui penyeimbangan
6 flora mikroba intestinalnya (Salminen et al., 1998). Baru-baru ini, probiotik diartikan sebagai organisme hidup yang hidup pada saluran pencernaan dalam jumlah tertentu, memberikan keuntungan bagi kesehatan melebihi yang menjadi dasar nutrisinya (Schaafsma, 1996).
Lactobacillus acidophilus
Bakteri Lactobacillus acidophilus pertama kali diisolasi pada tahun 1900 dari feses Moro Australis. Lactobacillus acidophilus termasuk dalam famili Lactobacillaceae dengan genus Lactobacillus. Bakteri ini termasuk kelompok Gram positif, tidak membentuk spora, tidak tumbuh pada suhu 10oC, dapat tumbuh pada suhu 40oC, non termodurik dan bersifat homofermentatif (Rahman et al., 1992). Menurut Kanbe (1992), Lactobacillus acidophilus tumbuh secara optimal pada suhu 35-38oC dan pada kisaran pH 5,5 - 6,0. Menurut Fardiaz (1992), Lactobacillus acidophilus termasuk ke dalam bakteri homofermentatif yang memecah gula dengan hasil utama asam laktat, dan dapat dapat tumbuh pada suhu 37oC atau lebih.
Bakteri Lactobacillus acidophilus merupakan salah satu spesies penyusun mikroflora alami usus yang mampu melewati hambatan-hambatan di dalam saluran pencernaan. Spesies ini resisten terhadap enzim dalam air liur, asam lambung dan asam empedu sehingga mampu mencapai usus dalam keadaan hidup. Lactobacillus acidophilus banyak ditemukan pada bagian akhir usus halus dan bagian awal usus besar. Bakteri ini mampu memproduksi berbagai zat metabolit, seperti: asam organik, hidrogen peroksida dan berbagai bakteriosin yang dapat menghambat perkembangan bakteri pathogen (Kanbe, 1992).
Rahman et al. (1992) menyatakan bahwa produk susu yang difermentasi dengan kultur Lactobacillus acidophilus bersifat therapeutic dan dapat digunakan untuk menyembuhkan gangguan pencernaan. Susu achidophilus dianjurkan untuk dikonsumsi pasien yang sering mengalami gangguan pencernaan atau pasien yang mikroflora ususnya terganggu karena menjalani pengobatan dengan antibiotik.
Bifidobacterium longum
Bifidobacterium hidup pada lapisan lumen kolon dan lebih spesifik lagi membentuk koloni dalam jumlah banyak, mensekresi asam laktat, asam asetat dan senyawa antimikroba. Bifidobacterium dominan pada dinding usus sehingga mencegah dinding usus dari kolonisasi bakteri yang tidak diinginkan (E. coli) atau
7 khamir (candida) (Tamime dan Robinson, 1999). Silalahi (2001) menyebutkan, bakteri Bifidobacterium sangat efektif untuk melawan bakteri yang merugikan atau patogen yang masuk dari luar maupun bakteri yang merugikan dalam saluran pencernaan seperti Shigella dysenteria, Salmonella typhosa, Staphylococcus aureus, E. coli, dan bakteri lainnya. Bakteri ini memproduksi zat-zat yang bersifat asam lemak rantai pendek terutama asam asetat dan laktat, dan bisa juga menghasilkan zat bersifat antibiotik.
Dilihat dari pertumbuhannya yang cukup baik dan stabil untuk produksi yogurt, maka B. longum merupakan pilihan yang terbaik di antara strain-strain yang lain. Persyaratan yang penting dalam pemilihan strain bifidobakteria adalah kemampuannya untuk tumbuh pada susu. Setelah dilakukan pengujian pada beberapa strain bifidobakteria diketahui bahwa strain B. longum membutuhkan waktu yang singkat untuk membentuk koagulan dengan pertumbuhan yang stabil setelah beberapa kali perpindahan (Yeshima, 1986).
Surono (2004) menjelaskan, Bifidobacterium menghasilkan bifidan sebagai eksopolisakharida (EPS) yang terbukti mengawali adhesi dan sebagai pelekat permanen. Beberapa senyawa EPS mengandung glukosakarida dan fruktosakarida dan bisa 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.
Prebiotik
Prebiotik pada umumnya merupakan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, tapi mempunyai pengaruh baik terhadap ekosistem mikroflora probiotik dalam usus sehingga dapat memberikan efek kesehatan pada manusia dan binatang. Bahan prebiotik akan difermentasi oleh bakteri probiotik terutama Bifidobacteria dan Lactobacillus dan menghasilkan asam lemak rantai pendek dalam bentuk asam asetat, propionate, butirat, L-latat, juga karbondioksida dan hydrogen di dalam usus besar. Oleh tubuh asam lemak rantai pendek tersebut dapat dipakai sebagai sumber energy (Surono, 2004).
Roberfroid (1998) menambahkan, prebiotik didefinisikan sebagai bahan pangan yang tidak tercerna yang mempunyai fungsi menguntungkan dengan menstimulasi pertumbuhan atau aktivitas bakteri dalam usus yang jumlahnya terbatas
8 secara selektif. Surya (2007) menjelaskan bahwa prebiotik adalah makanan untuk bakteri baik yang ada di dalam tubuh. Jumlah bakteri baik di usus lebih banyak, sehingga bakteri baik dapat mendominasi usus. Keberadaan prebiotik ini dapat menekan pertumbuhan bakteri jahat, sehingga meningkatkan kesehatan saluran pencernaan dan pada akhirnya akan meningkatkan daya tahan tubuh secara menyeluruh.
Inulin
Inulin termasuk golongan karbohidrat yang disebut fruktan, yaitu polimer yang mengandung gugus fruktosa dengan ikatan glikosidik (Ruberfroid, 2000). Inulin merupakan polimer dari unit-unit fruktosa. Inulin bersifat larut dalam air, tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan, tetapi difermentasi mikroflora kolon (usus besar) (Widowati, 2006). Inulin di usus besar hampir seluruhnya difermentasi menjadi asam-asam lemak rantai pendek dan beberapa mikroflora spesifik menghasilkan asam laktat. Hal ini menyebabkan penurunan pH kolon sehingga pertumbuhan pathogen terhambat. Mekanisme seperti ini berimplikasi pada peningkatan kekebalan tubuh (Grizard dan Bertemeu, 1999).
Mikroenkapsulasi Probiotik
Mikroenkapsulasi adalah proses untuk menahan sel dengan membran enkapsulasi yang bertujuan untuk megurangi kehilangan sel. Mikroenkapsulasi telah diaplikasikan pada beberapa produk, seperti keju, yogurt, dan menstimulasi cairan lambung dan larutan empedu (Tamime, 2005). Enkapsulasi bakteri probiotik merupakan pembentukan kapsul yang menyelubungi bakteri probiotik dalam rangka perlindungan bakteri probiotik dari kondisi lingkungan yang ekstrim (Widodo et al., 2003). Gelatin atau getah sayuran biasanya digunakan untuk mikroenkapsulasi bakteri dan didapatkan perlindungan organisme probiotik terhadap asam. Menurut Adhikari et al. (2000), bakteri Bifidobacterium longum yang dienkapsulasi dengan karagenan-κ pada produk yogurt memiliki viabilitas (daya hidup) yang lebih tinggi dibandingkan dengan Bifidobacterium longum yang tidak dienkapsulasi. Proses enkapsulasi juga akan meningkatkan keasaman dan TAT dari produk yogurt yang dihasilkan selama penyimpanan 30 hari pada suhu 4,4oC.
9
Alginat
Alginat merupakan komponen utama dari getah ganggang coklat (Phaephyceae), dan merupakan senyawa penting dalam dinding sel spesies ganggang yang tergolong dalam kelas Phaeophyceae. Asam dan bubuk alginat berupa bubuk serat yang berwarna putih sampai putih kekuning-kuningan dan tidak berbau serta tidak berasa (Angka dan Suhartono, 2000). Alginat bersifat non toksik bila digunakan untuk imobilisasi sel dan keuntungan ini dapat diterima sebagai makanan tambahan (Chandramouli et al., 2004).
Alginat membentuk garam yang larut dalam air dengan kation monovalen, serta amin dengan berat molekul rendah, dan ion magnesium. Oleh karena itu alginat merupakan molekul linear dengan berat molekul tinggi, maka mudah sekali menyerap air. Di berbagai keadaan, alginat dapat berfungsi sebagai senyawa pengikat dan suspense karena muatan negatifnya serta ukuran kalorinya yang memungkinkan membentuk pembungkus bagi partikel yang tersuspensi (Winarno, 1996). Meskipun alginat telah digunakan secara luas untuk enkapsulasi bakteri probiotik, tapi tidak terlihat beberapa keseragaman kondisi enkapsulasi. Konsentrasi sodium alginate bervariasi dari 0,5 - 4%. Keseragaman yang kurang atau tendensi ini melibatkan beberapa kondisi enkapsulasi untuk kesimpulan yang berbeda mengenai penggunaan kalsium alginat sebagai matriks untuk enkapsulasi sel bakteri (Chandramouli et al., 2004).
Pengeringan Kultur
Pengeringan kultur starter ditujukan untuk melindungi beban kerja yang harus dilakukan pada pemeliharaan kultur cair, memperpanjang masa simpan kultur dan memudahkan distribusi kultur tanpa terjadi kehilangan aktivitas. Metode pengeringan yang biasa dilakukan adalah pengeringan vakum, pengeringan semprot dan pengeringan beku (Tamime dan Robinson, 1989).
Spray Dry (Pengeringan Semprot)
Proses spray dry menurut Jackson dan Lee (1991) melibatkan dispersi bahan inti ke dalam larutan polimer, membentuk emulsi atau dispersi, diikuti dengan homogenisasi cairan, kemudian atomisasi campuran ke dalam drying chamber Penambahan beberapa serat terlarut seperti inulin dan polidextrose didapatkan tidak mengubah viabilitas dan aktivitas kultur selama proses spray dry.
10 Freeze Dry (Pengeringan Beku)
Freeze dry adalah pembekuan yang disusul dengan pengeringan. Proses freeze drying terjadi sublimasi yaitu perubahan dari bentuk es dalam bahan yang beku langsung menjadi uap air tanpa mengalami proses pencairan terlebih dahulu. Cara ini biasanya dilakukan pada bahan-bahan yang sensitive terhadap panas. Freeze drying mempunyai keuntungan karena volume bahan tidak berubah, dan daya rehidrasi tinggi sehingga mendekati bahan asalnya. Rehidrasi merupakan proses pengembalian air ke dalam bahan tersebut (Winarno et al., 1980).
Carvalho et al. (2002) menjelaskan, proses freeze dry pada kultur starter bertahan lebih baik selama penyimpanan pada suhu -20oC. Penyimpanan dapat berlangsung lebih dari 10 bulan ketika sel bakteri tersebut disalut dengan fruktosa, laktosa, atau mannose, atau ketika glukosa, fruktosa, atau monosodiumglutamat ditambahkan untuk media pengeringan.
Laktosa
Laktosa merupakan salah satu gula yang lebih sukar larut. Laktosa tidak lebih manis bila dibandingkan dengan sukrosa, dan juga tidak lebih manis dari masing-masing campuran komponen monosakarida, galaktosa, dan glukosa. Seperti gula pereduksi yang lain, laktosa dapat bereakasi dengan kelompok amino bebas dari protein sehingga memberikan warna kecoklatan pada produk (Robinson, 1981). Laktosa merupakan salah satu jenis senyawa kriogenik yang ditambahkan pada proses spray dry untuk mengurangi kerusakan sel mikroba akibat dari spray dry (Tamime Robinson, 1989).
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 dan H2) (Kennedy et al., 1995).
Maltodekstrin merupakan bahan tambahan pangan yang aman dikonsumsi karena termasuk dalam GRAS (Generally Recognize As Safe). Larutan maltodekstrin memiliki karaktersistik flavor lembut, rasa di mulut yang halus (smooth mouthfeel), dapat mengurangi lemak sebagian atau keseluruhan dalam berbagai formula dan
11 dapat digunakan sebagai bahan pengisi dalam makanan (Burdrock, 1997 dan Benton, 2004). Tujuan penggunaan maltodekstrin menurut Kennedy et al. (1995) adalah:
1. Untuk menurunkan biaya produksi dari material dengan harga tinggi
2. Untuk mengurangi kehilangan volume selama penyimpanan atau pemindahan 3. Untuk menyerap minyak dan lemak
4. Membantu penyebaran 5. Memberikan rasa lembut 6. Meningkatkan kelarutan
Granul
Granul adalah gumpalan-gumpalan dari partikel-partikel yang lebih kecil, umumnya berbentuk tidak merata dan menjadi seperti partikel tunggal yang lebih besar. Ukuran biasanya berkisar antara 4-12 mesh. Umumnya granul dibuat dengan cara melembabkan serbuk yang diinginkan atau campuran serbuk yang digiling. Granul juga dapat diolah tanpa melembabkan serbuk, yaitu dengan cara menyalurkan adonan dari bahan serbuk yang ditekan melalui mesin pembuat granul. (Ansel, 1989). Menurut Voight (1995), 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 hancur yang baik, tidak terlampau kering (kelembaban 3-5%) dan hancur dengan baik di dalam air. Granul mengandung bahan pengikat dan bahan pengisi.
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 adalah bahan pengisi yang 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).
12
Bahan pengikat (Binder)
Bahan pengikat adalah bahan yang digunakan untuk mengikat bahan-bahan yang lainnya agar granul yang dihasilkan bisa bertekstur kompak. Contoh bahan pengikat yang dapat digunakan gelatin, pasta amilum, sukrosa, dan lain-lain. (Lachman et al., 1994).
Pengemasan
Pengemasan diartikan sebagai suatu proses pembungkusan, pewadahan, atau pengepakan terhadap bahan pangan yang memiliki peran penting dalam pengawetan bahan pangan hasil pertanian. Adanya wadah atau pembungkus dapat membantu mencegah atau melindungi dari kerusakan, melindungi bahan pangan yang ada didalamnya, melindungi dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik. Pengemasan juga dapat berfungsi untuk menempatkan suatu hasil pengolahan atau produk industri agar mempunyai bentuk-bentuk yang memudahkan dalam proses penyimpanan, pengangkutan dan distribusi (Syarief et al., 1989).
Alumunium Foil
Haris dan Karmas (1989) menjelaskan, alumunium foil merupakan bahan pengemas dari logam yang berupa lembaran alumunium yang padat dan tipis dengan derajat kemurnian aluminium kurang dari 99,4%. Alumunium foil digunakan secara luas dalam pelapisan serta dibutuhkan sifat-sifat daya tembus, gas, uap air, bau atau sinar yang rendah (Bukcle et al., 1987). Alumunium foil bersifat hermetis, fleksibel, dan tidak tembus cahaya sehingga cocok utnuk pengemasan margarine dan yogurt (Syarief et al., 1989).
Low Density Polyethilene (LDPE)
LDPE adalah plastik yang memiliki sifat-sifat antara lain lentur, resisten terhadap suhu rendah, koefisien gesek rendah, kekuatan elektrik yang baik, tahan terhadap asam, basa, dan alkohol, kedap air, daya rentang tinggi tanpa sobek, transparan dan umumnya resisten terhadap bahan-bahan kimia. Jenis plastik ini banyak digunakan karena harganya murah, mudah didapat, dan banyak digunakan dalam laminasi yaitu membuat lapisan bagian dalam mudah dirapatkan dengan menggunakan panas (Buckle et al., 1987; Syarief et al., 1989).
13
METODE Lokasi dan Waktu
Penelitian mengambil tempat di Laboratorioum Bagian Ilmu Produksi Ternak Perah Fakultas Peternakan IPB, Laboratorium pasca panen pertanian balai besar penelitian dan pengembangan pasca panen Bogor, dan Balai Besar Industri Agro (BBIA), Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret-Agustus 2009.
Materi Bahan
Bahan-bahan yang digunakan, antara lain: kultur starter bakteri asam laktat berasal dari biji Kefir yang digunakan sebagai starter granul, bakteri probiotik L. acidophilus (La RM-01) dan B. longum (Bl RM-01), semua kultur bakteri tersebut diperoleh dari laboratorium mikrobiologi Bagian Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan, IPB. Bahan-bahan lain yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya: deMan Rogose Sharpe Agar (MRSA), deMan Rogose Sharpe Broth (MRSB), Bacteriological Agar (BA), PCA (Plate Count Agar), VRBA (Violet Red Bile Agar), Buffer Pepton Water (BPW), inulin, laktosa, sodium starch glycolate (SSG), aquades, NaOH 0,1 N, fenolftalein 1%, sodium alginate (1% w/v), CaCl2,
CaCO3, gliserol, NaCl fisiologis, alumunium foil dan pengemas Low Density
Polyethylene (LDPE).
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya: inkubator, tabung reaksi, labu Erlenmeyer, cawan Petri, mikro pipet, lemari es, gelas ukur, pH meter, burret, spektrofotometer, stopwatch, separator, oven, autoclave, stirrer, sarung tangan plastik, mortar, timbangan digital, panci, kompor, sendok pengaduk, dan ayakan 12 dan 20 mesh.
Rancangan
Pengaruh jumlah bakteri probiotik pada proses enkapsulasi dan pengeringan freeze dry serta pengaruh jumlah BAL kefir pada proses pengeringan spray dry pada penelitian tahap I diujikan dengan menggunakan uji-t. Rancangan percobaan yang digunakan untuk pengujian formulasi adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola searah dengan menggunakan tiga kali ulangan, dan penilaian kualitas kefir hasil
14 aplikasi granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dilakukan secara deskriptif.
Model
Model matematika yang digunakan pada pengujian formulasi adalah sebagai berikut (Steel dan Torrie, 1995):
Yij = µ + τi + εij Keterangan :
Yij = hasil pengamatan pada perlakuan ke i dan ulangan ke j
µ = nilai rataan umum
τi = pengaruh formulasi granul ke-i
ε = galat percobaan akibat pada ulangan ke-j dari perlakuan ke-i
Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam, apabila data dengan analisis sidik ragam tersebut nyata maka akan dilanjutkan dengan uji lanjut Tukey.
Prosedur
Penelitian ini dilakukan melalui dua tahap, penelitian tahap I bertujuan untuk mengetahui proses pembuatan dan evaluasi granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi. Penelitian tahap II bertujuan untuk mengetahui kemampuan granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dalam memproduksi produk kefir sinbiotik serta menguji kulalitas mikrobiologis dan fisik dari kefir sinbiotik yang dihasilkan.
Penelitian Tahap I
Penelitian tahap I dibagi menjadi beberapa tahapan, diantaranya: persiapan kultur starter kefir, L. acidophilus, dan B. longum segar; penentuan waktu pemanenan bakteri asam laktat (BAL) kefir, L. acidophilus, dan B. longum; pengeringan kultur starter kefir, enkapsulasi dan pengeringan bakteri probiotik; formulasi, pembuatan dan evaluasi kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dalam bentuk granul.
Persiapan Kultur Starter Kefir, L. acidophilus (La RRM-01) dan B. longum (Bl RRM-01)
Persiapan kultur starter kefir, L. acidophilus (La RRM-01) dan B. longum (Bl RRM-01) dilakukan dengan pemeriksaan ketiga bakteri tersebut terhadap
15 kontaminasi melalui pengamatan mikroskopik preparat bakteri dengan bantuan metode pewarnaan Gram dan pengujian sifat katalase (Fardiaz, 1989). Pewarnaan Gram dilakukan dengan cara pengolesan preparat bakteri pada gelas objek, dilanjutkan dengan fiksasi di atas api. Setelah itu kristal violet diteteskan di atas preparat, didiamkan selama ±1 menit, kemudian dibilas dengan akuades. Preparat dikeringudarakan kemudian ditetesi dengan larutan lugol iodin selama ±1 menit dan kembali dibilas dengan aquades steril. Preparat kemudian dikeringudarakan, selanjutnya ditetesi dengan alkohol 95% sebagai bahan pemucat selama ±5 detik, dibilas kembali dengan akuades dan dikeringudarakan. Pewarnaan terakhir menggunakan safranin selama ±30 detik dan dibilas kembali dengan aquades, preparat kemudian dikeringudarakan. Bakteri yang telah diwarnai diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran 100x dengan bantuan minyak imersi.
Pengujian katalase dilakukan dengan cara mengambil preparat bakteri dengan jarum ose dan dioleskan pada gelas objek, kemudian ditetesi dengan satu tetes H2O2.
Apabila dihasilkan gelembung-gelembung gas, maka bakteri yang diperiksa termasuk kelompok bakteri katalase positif, sebaliknya apabila tidak menghasilkan gelembung gas maka termasuk kelompok bakteri katalase negatif.
Penentuan Waktu Pemanenan Bakteri Asam Laktat Asal Biji Kefir,
L.acidophilus dan B. longum
Penentuan waktu pemanenan dilakukan dengan cara mengikuti kurva pertumbuhan dari ketiga bakteri. Stok kultur kerja Kefir, L. acidophilus dan B. longum yang telah disegarkan masing-masing diinokulasikan sebanyak 5% (v/v) ke dalam 250 ml MRS Broth, lalu diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam. Pertumbuhan biakan diamati setiap jam selama 24 jam dengan mengukur Optical Density (OD) menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm. Nilai absorbansi yang diperoleh dimasukkan ke dalam persamaan garis kurva standar dengan menggunakan program excel untuk kemudian dikorelasikan sehingga didapatkan kurva pertumbuhannya.
Pengeringan Kultur Starter BAL Kefir
Kultur starter Kefir sebanyak 5% (v/v) diinokulasikan ke dalam susu sapi skim cair untuk menghasilkan kultur kerja. Kultur tersebut kemudian diinkubasi pada inkubator dengan suhu 37oC selama waktu inkubasi yang didapatkan pada penelitian
16 pendahuluan. Kultur kerja kemudian ditambahkan 4% maltodekstrin sebagai bahan filler dan anti lengket serta 6% laktosa sebagai bahan kriogenik (Hartaji, 2000; Pratiwi, 2005). Kesemuanya dicampur hingga homogen dengan cara diaduk, selanjutnya dikeringkan dengan menggunakan pengeringan semprot pada suhu inlet 180oC dan suhu outlet 80oC. Diagram alir pembuatan kultur kering kefir dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Kultur Starter Kefir Bubuk
Enkapsulasi dan Pengeringan Bakteri L. acidophilus dan B. longum
Enkapsulasi bakteri probiotik mengacu pada metode enkapsulasi Reyed (2007). Bakteri probiotik L. acidophilus dan B. longum masing-masing ditumbuhkan pada media MRSB dan diinkubasi pada suhu 37oC serta dipanen pada fase logaritmik. Bakteri yang sudah dipanen kemudian disentrifugasi pada suhu 4oC selama 20 menit dengan kecepatan 10.000 rpm untuk memisahkan sel bakterinya. Sel dari 50 ml broth dilarutkan pada 100 ml campuran larutan susu skim (10%), inulin (2%), gliserol (5%), dan CaCO3 (0,1%), kemudian diperangkap (dienkapsulasi)
selama 45 menit di dalam 100 ml larutan alginat steril dengan konsentrasi 3%.
Sel bakteri yang telah dienkapsulasi dalam alginat kemudian diteteskan pada larutan CaCl2 (0,1M) untuk membentuk butir-butir biokapsul. Setelah satu jam
biokapsul yang terbentuk kemudian disaring dan dipindahkan ke dalam larutan NaCl Susu sapi skim cair + 5% Kultur Kefir
Inkubasi pada suhu 37oC selama waktu inkubasi yang telah didapat sebelumnya
KKF RM-01 + 4% (b/v) maltodekstrin + 6% (b/v) laktosa
Spray dry pada suhu inlet 180oC dan suhu outlet 80oC
Kultur Starter Kefir Bubuk
17 fisiologis (0,85%) untuk mengompakkan struktur biokapsul. Setelah itu gel disaring kembali dan dipindahkan ke air distalasi kemudian diputar dengan stirrer secara perlahan selama 1 jam untuk menghilangkan residu CaCl2. Biokapsul siap untuk
dikeringkan dengan metode pengeringan beku (freeze dry). Alur pembuatan kultur starter kering probiotik terenkapsulasi dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alir Pembuatan Sinbiotik Kering Terenkapsulasi Inkubasi bakteri probiotik (L.acidophilus / B.
longum) dalam MRSB (37oC, 15 jam)
Pemisahan sel bakteri dengan sentrifuse dingin (40C) 10000 G selama
20 menit
Sel dari 50 ml broth diresuspensi dengan 100ml aquades + larutan 10% skim, 5%
gliserol, 0,1 % CaCO3 + inulin 2%
Diperangkap dalam 100 ml larutan sodium alginat steril (3% w/v)
Penetesan dalam CaCl2.H2O (0,1M) dan
diamkan selama 1 jam, lalu disaring
Perendaman dalam larutan NaCl fisiologis 0,85%, lalu disaring
Perendaman dalam aquades lalu di stirred, saring
Pengeringan probiotik terenkapsulasi dengan metode freeze dry
Kultur starter kering probiotik terenkapsulasi
18
Formulasi, Pembuatan, dan Evaluasi Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi dalam Bentuk Granul
Granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dibuat dengan 3 buah formulasi yang dibedakan berdasarkan imbangan SSG dan laktosa yang digunakan (KL21S1, KL20S2, dan KL19S3). Ketiga buah komposisi formula imbangan
laktosa dan SSG selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Formulasi Granul Kultur Starter Kefir
Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan formulasi kultur starter kefir sinbiotik dalam bentuk granul terdiri atas kultur starter kefir kering dalam bentuk bubuk, sinbiotik terenkapsulasi kering dalam bentuk crumble, laktosa, sukrosa 5% (b/v), sodium starch glycolate (SSG) dan susu skim. Pembuatan granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi melalui metode granulasi basah meliputi tahap-tahap penimbangan bahan-bahan yang akan digunakan, pencampuran bahan-bahan, penambahan larutan sukrosa dan pengayakan tahap pertama menggunakan ayakan 12 mesh. Hasil ayakan dikeringkan dengan oven pada suhu 40±1oC selama 2 jam, kemudian diayak kembali dengan ayakan 20 mesh. Diagram alir pembuatan granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi secara singkat digambarkan diagram pada Gambar 3.
Bahan Granul
Formulasi (%)
KL21S1 KL20S2 KL19S3
Bakteri kultur starter:
BAL kefir 50 50 50 Bakteri probiotik: Lactobacillus acidophilus 1 1 1 Bifidobacterium longum 1 1 1 Laktosa 21 20 19 Susu skim 26 26 26
Sodium Starch Glikolat 1 2 3
19 Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Granul Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik
Terenkapsulasi
Granul kultur starter dengan sinbiotik terenkapsulasi yang d ihasilkan dikemas secara vakum dan aseptik menggunakan alumunium foil berlapis Low Density Polyethylene (LDPE) pada bagian dalamnya dan tiap kemasan berisi 10 gram. Produk disimpan pada suhu refrigerator (5±1oC). Granul yang telah dihasilkan kemudian diuji kualitas mikrobiologisnya, meliputi jumlah bakteri asam laktat, Total Plate Count (TPC), dan jumlah bakteri koliform.
Jumlah Bakteri Asam Laktat (DSN, 1992)
Sampel dan BPW dihomogenkan dan didapat pengenceran sepersepuluh (P-1). Selanjutnya dari P-1 dipipet 1 ml dan dilarutkan ke dalam larutan pengencer BPW 9 ml untuk memperoleh P-2, demikian seterusnya dengan cara yang sama dilakukan sampai P-7. Pemupukan dilakukan pada P-5 sampai P-7 dengan media deMan Rogosa Sharpe Agar (MRSA) dengan cara 1 ml inokulan dipipet ke dalam cawan Petri steril dan selanjutnya medium MRSA yang telah dingin (±45o
Penimbangan bahan baku granul Mixing I Shifting I Drying 40±1oC, 2 jam Shifting II Granul Pengemasan Penambahan Biokapsul
20 C) dituang ke dalam cawan Petri steril tersebut sebanyak 12-15 ml. Campuran tersebut dihomogenkan dengan cara cawan digerakkan membentuk angka delapan dan dibiarkan hingga agar-agar mengeras. Setelah agar mengeras, cawan Petri diinkubasi dengan posisi terbalik pada suhu 370 C selama 24-48 jam. Jumlah bakteri ditentukan dengan metode hitungan cawan dan untuk melaporkan hasil analisis digunakan Standard Plate Count (SPC).
Total Plate Count (TPC) (DSN, 1992)
Sampel dan BPW dihomogenkan dan didapat pengenceran sepersepuluh (P-1). Selanjutnya dari P-1 dipipet 1 ml dan diarutkan ke dalam larutan pengencer BPW 9 ml untuk memperoleh P-2, demikian seterusnya dengan cara yang sama dilakukan sampai P-7. Pemupukan dilakukan pada P-5 sampai P-7 dengan media Plate Count Agar (PCA) dengan cara 1 ml inokulan dipipet ke dalam cawan Petri steril dan selanjunya PCA yang telah dingin (±45oC) dituang ke dalam cawan Petri steril tersebut sebanyak 12-15 ml. Campuran dihomogenkan dengan cara cawan digerakkan membentuk angka delapan dan dibiarkan hingga agar-agar mengeras. Cawan Petri selanjutnya diinkubasi pada suhu 37oC dengan posisi terbalik. Penghitungan koloni yang tumbuh dilakukan setelah 24-48 jam inkubasi. Jumlah bakteri ditentukan dengan metode hitungan cawan dan untuk melaporkan hasil analisis digunakan Standard Plate Count (SPC).
Jumlah Bakteri Koliform (DSN, 1992)
Penentuan jumlah koliform penduga dilakukan dengan cara sebanyak 1 ml dari inokulan dipipet ke dalam cawan Petri steril dan dipupukkan sebanyak 10-15 ml media VRBA (suhu antara 45-480C). Cawan Petri dihomogenkan dengan cara cawan digerakkan membentuk angka delapan, setelah memadat sebanyak 3-4 ml media VRBA cair dituangkan kembali (overlay) di atas permukaan agar. Setelah media mengeras cawan Petri diinkubasikan pada posisi terbalik pada suhu 37oC selama 24-48 jam. Jumlah mikroba ditentukan dengan metode hitungan cawan dan untuk melaporkan hasil analisis digunakan Standart Plate Count (SPC).
21
Penelitian Tahap II
Penelitian tahap II terdiri atas pembuatan produk kefir sinbiotik menggunakan granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi dalam bentuk granul dan pengujian mikrobiologis produk kefir yang dihasilkan.
Pembuatan Produk Kefir Sinbiotik Menggunakan Granul Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi
Granul kultur starter kefir diaplikasikan pada susu sapi skim bubuk yang direkondisikan. Jumlah susu skim yang digunakan disesuaikan dengan saran penyajian pada kemasan, yaitu 20 gram susu dilarutkan di dalam 200 ml air hangat. Dua puluh gram susu yang telah dilarutkan pada 200 ml air hangat kemudian dipasteurisasi pada suhu 85-90oC selama 15 menit kemudian didiamkan sampai suhunya turun menjadi ±25oC. Setelah itu, susu dipindahkan ke dalam gelas plastik yang telah disterilkan.
Granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi diinokulasikan sebanyak 5% (b/v) ke dalam susu yang telah disiapkan sebelumnya. Setelah itu diaduk-aduk dengan menggunakan sendok sampai homogen, diinkubasi dalam inkubator pada suhu inkubator (37±1oC) dan suhu ruang (28±1oC) selama 24 jam.
Pengujian Kualitas Kefir Hasil Aplikasi Granul Kultur Starter Kefir dengan Sinbiotik Terenkapsulasi
Kefir yang dihasilkan dengan menggunakan granul kultur starter kefir diuji kualitasnya, meliputi kualitas mikrobiologis dan kualitas fisik. Kualitas mikrobiologis yang diujikan adalah jumlah bakteri asam laktat, kualitas fisik yang diujikan adalah nilai pH dan Total Asam Tertitrasi (TAT).
Jumlah Bakteri Asam Laktat (BAL) (DSN, 1992)
Sampel dan BPW dihomogenkan dan didapat pengenceran sepersepuluh (P-1). Selanjutnya dari P-1 dipipet 1 ml dan dilarutkan ke dalam larutan pengencer BPW 9 ml untuk memperoleh P-2, demikian seterusnya dengan cara yang sama dilakukan sampai P-8. Pemupukan dilakukan pada P-6 sampai P-8 dengan media deMan Rogosa Sharpe Agar (MRSA) dengan cara 1 ml inokulan dipipet ke dalam cawan Petri steril dan selanjutnya medium MRSA yang telah dingin (±45o C) dituang ke dalam cawan Petri steril tersebut sebanyak 12-15 ml. Campuran tersebut dihomogenkan dengan cara cawan digerakkan membentuk angka
22 delapan dan dibiarkan hingga agar-agar mengeras. Setelah agar mengeras, cawan Petri diinkubasi dengan posisi terbalik pada suhu 37o C selama 24-48 jam. Jumlah bakteri ditentukan dengan metode hitungan cawan dan untuk melaporkan hasil analisis digunakan Standard Plate Count (SPC).
Nilai pH (DSN, 1992)
Pengukuran pH menggunakan pH meter yang distandardisasi dengan larutan buffer pH 4 dan 7 sebelum digunakan. Sampel sebanyak 10 ml kefir sinbiotik 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 (Apriyanto et al., 1989)
Pengukuran total asam tertitrasi menggunakan prinsip asam basa. Sebanyak 10 ml kefir sinbiotik dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer kemudian ditambahkan 3 tetes indikator phenolphtalein 1%. Sampel dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N yang telah distandardisasi sampai terbentuk warna merah muda. Nilai TAT dihitung menggunakan rumus berikut:
TAT (%) = 100 Vcontoh x 90 x NNaOH x VNaOH x 100%
23
HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian Tahap I
Persiapan kultur starter Kefir, Lactobacillus acidophilus dan Bifidobacterium
longum
Kultur starter kefir yang digunakan dalam penelitian ini merupakan hasil isolasi dari biji kefir. Biji kefir yang dibiakkan di dalam susu diambil beberapa buah dan dicuci dengan aquades steril kemudian disaring. Satu buah biji kefir dipindahkan ke dalam 10 ml MRSB yang telah ditambahkan natamisin. Penambahan natamisin bertujuan untuk menghilangkan kapang dan khamir yang secara alami memang sudah terdapat di dalam biji kefir. Hirota (1987) menjelaskan bahwa dari biji kefir berhasil diisolasi 90 strain bakteri asam laktat, 4 strain khamir yang mampu memfermentasi laktosa, dan 96 strain Saccharomyces spp. (termasuk Torulapsis homlii).
Penambahan natamisin diharapkan mampu memisahkan bakteri asam laktat dari biji kefir, mengacu kepada Danisco (2005) yang menjelaskan bahwa natamisin efektif pada khamir, kapang, dan fungi lainnya, tetapi tidak memiliki aktivitas terhadap bakteri, virus, atau mikroorganisme lainnya seperti protozoa. Natamisin lebih bersifat fungisidal dengan aktivitas utama membunuh kapang dan khamir, sedangkan bahan pengawet kimia contohnya asam sorbat hanya menghambat atau bersifat fungistatik terhadap pertumbuhan kapang dan khamir.
Hasil pemeriksaan terhadap kultur starter kefir dan bakteri probiotik L.acidophilus dan B.longum dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. 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 Gram Positif Batang Negatif
24 Pengamatan mikroskopis mendapatkan bahwa keberadaan kapang dan khamir pada kultur kefir sudah tidak dideteksi lagi. Hal ini menunjukkan bahwa natamisin bekerja dengan efektif. Pengamatan terhadap morfologi kultur starter Bakteri Asam Laktat (BAL) asal biji kefir didapatkan bahwa terdapat kelompok bakteri dengan bentuk bulat dan batang (Gambar 4.) Hasil yang sama juga diperoleh Pramoedito (1997) yang menemukan bakteri batang dan bulat, yaitu Lactobacillus sp. dan Streptococcus sp. masing-masing dengan jumlah 35,4% dan 58,3% di dalam 1 gram kefir. Hasil ini diperkuat dengan keterangan Koroleva (1991) yang menyebutkan bahwa bakteri asam laktat pada biji kefir terdiri atas kelompok fungsional Streptococcis sp. dan Lactobacilli Sp. Holt et al. (1994) menjelaskan bahwa morfologi bakteri yang termasuk ke dalam genus Lactobacillus adalah bakteri dengan bentuk sel batang panjang tapi kadang-kadang hampir bulat, biasanya mempunyai susunan rantai yang pendek. Streptococcus menurut Fardiaz (1992) berbentuk bulat yang hidup secara berpasangan, atau membentuk rantai pendek dan panjang, yaitu tergantung dari spesies dan kondisi pertumbuhannya.
Gambar 4. Morfologi Bakteri Asam Laktat Asal Biji Kefir
Pengamatan terhadap morfologi kultur probiotik L. acidophillus (La RRM-01) dan B.longum (Bl RRM-RRM-01) didapatkan bahwa L. acidophilus (La RRM-RRM-01) berbentuk batang dan B.longum (Bl RRM-01) berbentuk batang pendek (Gambar 5). Menurut Holt et al (1994), bakteri Bifidobacterium termasuk golongan eubacteria yang berbentuk batang. Bifidobacterium merupakan bakteri yang tersusun satu-satu,
Streptococcus Sp.
25 bentuk pasangan tersusun dalam bentuk V, kadang-kadang bentuk rantai, bentuk pada sel paralel, kadang-kadang melihatkan bentuk bulat besar (gembung).
Gambar 5. Morfologi (a) Lactobacillus acidophilus (La RRM-01), (b) Bifidobacterium longum (Bl RRM-01)
Karakteristik BAL dari kultur starter kefir dan probiotik L. acidophilus dan B. longum didukung oleh hasil pewarnaan Gram yang menghasilkan Gram positif dan katalase negatif. Uji pewarnaan gram menunjukkan bahwa ketiga starter kultur yang digunakan dalam penelitian ini merupakan bakteri Gram positif. Bakteri Gram positif merupakan bakteri yang memiliki lapisan peptidoglikan yang sangat tebal pada dinding selnya sehingga ketika dilakukan uji pewarnaan Gram, bakteri ini akan tetap berwarna biru seperti warna kristal violet ketika diberikan cairan safranin (Fardiaz, 1992).
Pengujian katalase dilakukan untuk mengamati apakah terjadi gelembung gas O2 pada preparat bakteri yang ditetesi larutan H2O2 3%.. Pengujian katalase pada
penelitian ini memberikan hasil bahwa preparat yang ditetesi larutan H2O2 3% tidak
menghasilkan 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.
26
Penentuan Waktu Panen Kultur Starter Kefir, Lactobacillus acidophilus dan
Bifidobacterium longum
Penentuan waktu panen diawali dengan pembuatan kurva pertumbuhan bakteri. Pembuatan kurva pertumbuhan perlu dilakukan untuk mengetahui fase pertumbuhan ketiga bakteri agar lama inkubasi yang dibutuhkan dapat ditentukan sehingga pemanenan dapat dilakukan di saat ketiga bakteri tersebut berada dalam keadaan optimal untuk dijadikan starter, yaitu memiliki viabilitas tinggi sehingga diperoleh jumlah populasi bakteri dalam granul adalah sebesar 107-109 cfu/g. Kurva pertumbuhan yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 6.
Keterangan: A = fase adaptasi; B = fase logaritmik; C = fase stasioner
Gambar 6. Kurva Pertumbuhan BAL Kefir, L. acidophilus (La RRM-01), dan B .longum (Bl RRM-01)
Populasi awal bakteri asam laktat dalam kultur starter kefir adalah sebesar 8,93 log10 cfu/ml, sedangkan bakteri probiotik L .acidophilus (La RRM-01) dan B.
longum (Bl RRM-01) masing-masing adalah 7,98 log10 cfu/ml dan 7,13 log10 cfu/ml.
Berdasarkan kurva pertumbuhan yang diperoleh dapat diketahui bahwa ketiga kultur starter mengalami fase adaptasi selama 1 jam pada jam pertama. Sel mengalami adaptasi terhadap lingkungannya yang baru, tidak terjadi pembelahan sel dan
27 pertambahan massa, namun terjadi penambahan komposisi kimiawi pada fase ini. Fase adaptasi akan menjadi lebih panjang bila inokulum berasal dari kultur lama atau inokulum sudah mengalami penyimpanan.
Pertumbuhan populasi sel pada umumnya terjadi secara eksponensial, yang berarti setelah sel membelah menjadi dua anak sel, masing-masing anak sel membelah lagi menjadi dua, dan seterusnya. Kecepatan pertumbuhan eksponensial biasanya dinyatakan dalam waktu generasi, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh suatu populasi sel untuk bertambah jumlahnya menjadi dua kalinya, atau sebaliknya dapat pula dinyatakan dalam jumlah generasi per jam (Fardiaz, 1992). Perubahan populasi dan waktu generasi masing-masing kultur starter ditampilkan pada Tabel. 3
Tabel 3. Populasi Kultur Starter selama 24 Jam Pertumbuhan pada Media MRSB Mikroba Starter Populasi Awal (log cfu/ml) Lama Inkubasi (Jam) Populasi Saat Pemanenan (log10 cfu/ml) Waktu Generasi (Jam) BAL Kefir 8,93 16 10,71 2,1 La RM-01 7,98 15 10,51 1,3 Bl RM-01 7,57 15 9,46 1,9
Fase logaritmik pada bakteri asam laktat asal biji kefir terjadi pada selang waktu 2-16 jam dengan waktu generasi 2,1 jam/generasi. L. acidophilus (La RRM-01) dan B. longum (Bl RRM-RRM-01) mengalami waktu fase logaritmik yang sama, yaitu 2-15 jam dengan waktu generasi 1,3 jam/generasi untuk L. acidophilus (La RRM-01) dan 1,9 jam/generasi untuk B. longum (Bl RRM-01). Kecepatan pertumbuhan disebabkan pada perbedaan dalam sifat-sifat sel suatu organisme dan mekanisme pertumbuhannya. Pada umumnya semakin kompleks suatu organisme, semakin lama dibutuhkan oleh sel untuk membelah.
Tahap pembuatan granul kultur starter kefir dengan sinbiotik terenkapsulasi akan melibatkan proses yang panjang, melibatkan panas dan proses fisik lainnya, oleh karena itu diperlukan viabilitas yang tinggi pada tahap awal untuk menjaga populasi bakteri setelah dalam bentuk granul adalah >107 cfu/g. Berdasarkan hal tersebut maka waktu inkubasi dihentikan pada saat bakteri berada pada fase logaritmik, di saat populasi bakteri mencapai >108cfu/ml. Maka berdasarkan hasil tersebut dapat ditentukan bahwa lama inkubasi kultur starter kefir adalah selama 16
