100
EVALUASI PERTUMBUHAN
Lactobacillus casei
DAN
Lactobacillus plantarum
DALAM MEDIUM FERMENTASI TEPUNG KULIT PISANG
The Evaluation of Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum Growth in
the Fermented Banana Peel Flour Medium
Vicka Jacinda Masye Kusuma1*, Elok Zubaidah1
1) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, FTP Universitas Brawijaya Malang Jl. Veteran, Malang 65145
*Penulis Korespondensi, Email: vickajacinda02@gmail.com
ABSTRAK
Kulit pisang mengandung komponen bioaktif berupa karbohidrat dan serat pangan sebagai prebiotik yang berpotensi sebagai medium fermentasi tumbuhnya Bakteri Asam Laktat (BAL). Tujuan penelitian ini untuk mengetahui dan membandingkan kemampuan tumbuh Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum pada medium fermentasi tepung kulit pisang. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) 2 faktor yaitu jenis kulit pisang (Ambon, Raja, dan Kepok) dan jenis isolat (Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum) dengan 3 kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan jenis medium fermentasi tepung kulit pisang (ambon, raja, dan kepok) dan jenis isolat memberikan pengaruh nyata (α=0.05) terhadap total asam, total gula, pH, dan serat kasar selama proses fermentasi. Medium fermentasi tepung kulit pisang kepok dan jenis isolat Lactobacillus plantarum menunjukkan hasil terbaik dengan nilai total BAL 1.92x1011 CFU/ml, total asam 0.376,%, pH 3.80, total gula 0.93%, pati 1.95%, dan serat kasar 1.29%. Kata kunci: BAL, L. casei, L. plantarum, Prebiotik, Medium Fermentasi
ABSTRACT
Banana peels contain a bioactive components such as carbohydrate and dietary fiber as prebiotic which is potential as a fermentation medium growth of Lactic Acid Bacteria (LAB). The aim of this study to determine and compare the ability growing of Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum in the fermented banana peel flour medium. In this study using Randomized Block Design with 2 factors, type of banana peels (Ambon, Raja, and Kepok) and type of isolates used (Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum) with 3 replications. The results showed that the type of banana peels flour medium fermentation (Ambon, Raja, and Kepok) and type of isolates give significant effect (α=0.05) of total acid, total sugar, pH, and crude fiber during the fermentation process. Banana peel flour Kepok medium fermentation and Lactobacillus plantarum showed the highest results with 1.92x1011 CFU/ml of total LAB, 0.376% of total acid, 3.80 of acidity, 0.93% of total sugar, 1.95% of starch, and 1.29% of crude fiber.
Keywords: LAB, L. casei, L. plantarum, Prebiotic, Medium Fermentation PENDAHULUAN
Pangan fungsional saat ini sudah banyak dikembangkan, dimana pangan fungsional memiliki komponen biologi aktif yang berguna untuk meningkatkan kesehatan atau mengurangi resiko penyakit [1]. Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum merupakan jenis bakteri asam laktat yang sering digunakan pada produk pangan fungsional [2][3][4].
101 pisang berjumlah 40% dari total jumlah berat buah pisang [5]. Kulit pisang juga mengandung senyawa yang potensial untuk dikembangkan yaitu serat pangan dan oligosakarida. Serat pangan dan oligosakarida merupakan karbohidrat yang tidak dapat dicerna dan keduanya dapat difermentasi oleh mikroflora usus, sehingga komponen tersebut dapat digunakan sebagai substrat oleh bakteri asam laktat untuk tumbuh (prebiotik) [6]. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan kulit pisang sebagai prebiotik maka, perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh kulit pisang terhadap pertumbuhan Bakteri Asam Laktat (BAL). Kemampuan tumbuh BAL pada medium tepung kulit pisang dapat digunakan sebagai bahan tambahan atau subtitusi dalam pembuatan produk pangan.
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian tentang medium fermentasi tepung kulit pisang ini yaitu kulit pisang Ambon, kulit pisang Raja, dan kulit pisang Kepok yang didapatkan dipasar Blimbing, isolat bakteri yang digunakan dalam penelitian ini ialah Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Pangan Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya. Bahan tambahan lain yang digunakan antara lain asam askorbat merk BDH, dan air. Media yang digunakan untuk analisis total BAL adalah MRS agar (Pronadisa), sedangkan untuk peremajaan digunakan MRS broth dan agar (Pronadisa), aquades dan alkohol. Bahan – bahan kimia yang digunakan analisis antara lain glukosa anhidrat, H2SO4 pekat, anthrone, CaCO3, Pb asetat, NaOH, Na-Oksalat, nelson, arsenomolibdat, K2SO4 dan indikator PP. yang diperoleh dari CV. Makmur Sejati, Sari Kimia, dan Laboratorium Biokimia dan Nutrisi pangan.
Alat
Peralatan yang digunakan dalam pembuatan medium fermentasi tepung kulit pisang antara lain antara lain inkubator (WTC Binder) dengan suhu 37ºC, shaker waterbath (Lokal) dengan suhu 70ºC, blender (Philips), timbangan digital (Denver Instrument M-310), kompor listrik (Maspion), termometer, bunsen, pipet ukur, baskom, pisau, dan sendok, sedangkan untuk analisis total BAL, total gula, total asam, pH, pati, dan serat kasar digunakan beberapa alat seperti glassware (cawan petri, buret, erlenmeyer, gelas beaker, pipet volume, gelas ukur, labu ukur, pipet tetes, spatula kaca, dan tabung reaksi), mikropipet (Finnapipette, Labsystem) dan tip, laminar airflow, autoklaf (model HI36AE), Quebec Colony Counter, vortex-mixer (model VM-2000), pengering kabinet (Lokal), kompor listrik (Maspion), spektrofotometer (Unico UV-2100), kertas saring, buret, dan pH meter (Hannah).
Desain Penelitian
Penelitian ini disusun menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor, yaitu jenis kulit pisang yang digunakan (Ambon, Raja, dan Kepok) dan jenis isolat
2. Perendaman dengan asam askorbat
3. Pemotongan atau pengecilan ukuran kulit pisang 4. Penataan di loyang
5. Dimasukkan ke dalam pengering kabinet dengan suhu 50-60ºC selama 24±1 jam 6. Penggilingan atau dihancurkan dengan menggunakan blender kering
102
Pembuatan Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang
1. Tepung kulit pisang dibuat larutan 5% dengan melarutkan 5 gram dalam 100 ml aquades 2. Homogenisasi di atas shaker waterbath suhu 70ºC dan kecepatan shaker 4 selama 15
menit
3. Sterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121ºC selama 15 menit 4. Pendinginan ruang hingga suhu 37±1ºC
5. Inokulasi kultur starter L. casei dan L. plantarum 2% (v/v) pada medium tepung kulit pisang
6. Inkubasi pada suhu 37±1ºC sampai pH 4.5
Prosedur Analisis
Pengujian medium fermentasi tepung kulit pisang dilakukan uji kimia dan mikrobiologi. Parameter uji kimia yang diuji antara lain total gula dengan metode Anthrone [7], pH [8], total asam [9], kadar pati metode Direct Acid Hydrolysis [7], dan serat kasar [7]. Analisis mikrobiologi yang dilakukan dengan menghitung total BAL [10]. Data hasil pengamatan dianalisis statistik menggunakan Analysis of Varian (ANOVA). Apabila dari hasil uji menunjukkan adanya pengaruh, maka dilakukan uji lanjut Beda Nyata Terkecil (BNT) dengan selang kepercayaan 5% atau DMRT (Duncan Multiple Range Test). Penentuan perlakuan terbaik dilakukan dengan metode Multiple Atrribute [11].
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Karakteristik Medium Fermentasi Tanpa Kultur Starter
Medium fermentasi yang digunakan adalah medium fermentasi tepung kulit pisang Ambon, kulit pisang Raja, dan kulit pisang Kepok. Hasil analisis disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik Kimia Medium Fermentasi Tanpa Kultur Starter
Parameter Analisis
Medium Tepung Kulit Pisang Tanpa Starter
K. Ambon K. Raja K. Kepok
pH 5.40 5.33 5.32
Total Asam 0.52 0.66 0.64
Total Gula 1.34 1.27 1.47
Kadar Pati 0.65 0.86 1.34
Serat Kasar 1.58 0.72 1.50
103
2. Analisis Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang
Total BAL
Nilai total BAL setelah dilakukan proses fermentasi pada medium fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 1.82x1010 CFU/ml hingga 1.92x1011 CFU/ml. Rerata peningkatan total BAL setelah proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1.Grafik Rerata Peningkatan Total BAL Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang
Gambar 1 menunjukkan bahwa semakin lama waktu fermentasi maka semakin banyak jumlah BAL yang dihasilkan. Peningkatan total BAL berkisar antara 1.43x1010 CFU/ml hingga 1.81x1011 CFU/ml. Medium fermentasi tepung kulit pisang kepok yang difermentasi oleh Lactobacillus plantarum menunjukkan peningkatan total BAL tertinggi yakni sebesar 1.81x1011 CFU/ml. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa Lactobacillus plantarum mampu menghasilkan jumlah BAL lebih tinggi dibandingkan dengan fermentasi yang dilakukan oleh Lactobacillus casei. Habitat Lactobacillus plantarum yaitu pada fermentasi tanaman dan sayuran [12]. Lactobacillus plantarum merupakan BAL yang diisolasi produk fermentasi sayuran juga buah-buahan sehingga Lactobacillus plantarum mampu tumbuh lebih baik dibandingkan Lactobacillus casei pada medium fermentasi tepung kulit pisang. Lactobacillus plantarum mampu tumbuh lebih optimal dan memproduksi asam lebih tinggi pada fermentasi sayuran dan buah dibandingkan bakteri asam laktat lainnya [13]. Kulit pisang terdapat gula-gula sederhana, seperti glukosa, sukrosa, dan fruktosa yang dapat dimanfaatkan oleh bakteri sebagai sumber energi. Selain itu, kulit pisang mengandung komponen mikronutrien lain yang dapat mendukung pertumbuhannya. Pemanfaatan kandungan nutrisi berupa serat dan pati sebagai karbohidrat komplek juga digunakan bakteri sebagai sumber energi [14].
Total Gula
104 semakin banyak gula yang dipecah menjadi asam laktat dan energi [15]. Sukrosa yang merupakan disakarida akan diurai terlebih dahulu menjadi monosakarida-monosakarida penyusunnya yaitu fruktosa dan glukosa, selanjutnya glukosa akan dimanfaatkan oleh Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum sebagai sumber energi dan sebagian lagi akan dimetabolisir lebih lanjut menjadi asam-asam organik terutama asam laktat [16].
Gambar 2. Grafik Rerata Penurunan Total Gula Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang
Total Asam
Nilai total asam pada medium fermentasi setelah fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 0.29 – 0.38%. Peningkatan nilai total asam pada medium fermentasi dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3.Grafik Rerata Peningkatan Total Asam Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang Gambar 3 menunjukkan semakin lama proses fermentasi berlangsung maka semakin tinggi nilai total asam produk. Peningkatan nilai total asam medium fermentasi setelah
0,00
L. casei L. plantarum L. casei L. plantarum L. casei L. plantarum
KULIT AMBON KULIT RAJA KULIT KEPOK
K1L1 (Kulit Ambon-L. casei) K1L2 (Kulit Ambon-L. plantarum)
K2L1 (Kulit Raja-L. casei) K2L2 (Kulit Raja-L. plantarum)
105 fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 0.07 – 0.10%. Nilai total asam meningkat seiiring penurunan nilai total gula pada produk. Gula yang terdapat pada produk dimanfaatkan oleh BAL sebagai sumber karbon untuk memproduksi asam laktat dan energi. Glukosa yang didapat dari pemecahan sukrosa, mengalami glikolisis hingga diperoleh asam piruvat yang kemudian akan diubah menjadi asam laktat dan energi [15]. Kandungan serat dan pati juga dimanfaatkan oleh BAL sebagai sumber energi walaupun prosesnya lambat yang menghasilkan SCFA (Short Chain Fatty Acid) berupa asam propionat, asam butirat, asam asetat, juga asam laktat [14].
pH
Penurunan nilai pH pada medium fermentasi tepung kulit pisang setelah fermentasi berkisar antara 0.70 – 1.40. Penurunan nilai pH setelah fermentasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Rerata Penurunan pH Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang Gambar 4 menunjukkan bahwa semakin lama fermentasi maka semakin rendah pH produk. Penurunan pH medium fermentasi setelah fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 0.70 – 1.40. Jenis mikroorganisme yang digunakan diduga mampu mempengaruhi penurunan pH produk. Medium fermentasi tepung kulit pisang kepok yang difermentasi oleh Lactobacillus plantarum mengalami penurunan pH lebih besar dibandingkan Lactobacillus casei. Lactobacillus plantarum dapat mempercepat penurunan pH dibandingkan mikroorganisme lain [17]. Penurunan pH juga dipengaruhi oleh total asam produk. Asam laktat yang diproduksi akan terdisosiasi menghasilkan H+ dan CH3CHOCOO- sehingga semakin tinggi asam laktat maka memungkinkan semakin tinggi ion H+ yang terbebaskan dalam medium [18].
Kadar Pati
Nilai kadar pati pada medium fermentasi tepung kulit pisang selama fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 0.37 – 1.19%. Penurunan kadar pati selama proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 5. Semakin lama fermentasi maka semakin rendah nilai kadar pati medium fermentasi. Penurunan kadar pati selama fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 0.15 – 0.30%. Penurunan kadar pati tersebut dapat terjadi karena kedua bakteri Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum yang memiliki kemampuan amilolitik dimana mampu memecah sumber pati untuk digunakan sebagai sumber energi dengan
0,000
K1L1 (Kulit Ambon-L. casei) K1L2 (Kulit Ambon-L. plantarum)
K2L1 (Kulit Raja-L. casei) K2L2 (Kulit Raja-L. plantarum)
106 menghasilkan enzim amilase ekstraseluler untuk memfermentasi pati menjadi asam laktat [19].
Gambar 5. Grafik Penurunan Kadar Pati Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang
Serat Kasar
Nilai serat kasar pada medium fermentasi tepung kulit pisang selama fermentasi akhir jam ke-6 berkisar antara 0.47 – 1.52%. Penurunan serat kasar selama proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Penurunan Serat Kasar Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang Gambar 6 menunjukkan bahwa semakin lama fermentasi maka semakin rendah nilai serat kasar medium fermentasi. Penurunan serat kasar selama fermentasi berkisar antara 0.06 – 0.28%. Penurunan serat kasar tersebut dapat terjadi karena kedua bakteri Lactobacillus casei dan Lactobacillus plantarum dapat memfermentasi serat kasar menjadi senyawa SCFA (Short Chain Fatty Acid) yang berupa asam propionat, asam butirat, asam laktat, juga asam asetat walaupun laju pemecahannya lebih lambat daripada pemecahannya terhadap serat pangan larut [20].
Perlakuan Terbaik
Penetuan perlakuan terbaik perlakuan jenis medium fermentasi tepung kulit pisang dan jenis isolat menggunakan metode multiple attribute [11]. Parameter yang digunakan
0,000
L. casei L. plantarum L. casei L. plantarum L. casei L. plantarum
KULIT AMBON KULIT RAJA KULIT KEPOK
L. casei L. plantarum L. casei L. plantarum L. casei L. plantarum
107 meliputi total BAL, total asam, dan derajat keasaman (pH). Hasil analisis disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Perlakuan Terbaik Medium Fermentasi Tepung Kulit Pisang
Parameter Kulit Pisang Ambon Kulit Pisang Raja Kulit Pisang Kepok L. casei L.
Total BAL 1.82x1010 1.85x1011 2.18x1010 1.26x1011 1.07x1011 1.92x1011
Total Asam 0.29 0.35 0.32 0.36 0.33 0.38
Perlakuan terbaik dipilih dari nilai jarak terkecil dari parameter yang sudah ditentukan masing-masing perlakuan. Tabel 2 menunjukkan bahwa berdasarkan parameter peningkatan jumlah total BAL tertinggi, peningkatan total asam tertinggi, dan penurunan pH tertinggi hasil perlakuan jenis medium tepung kulit pisang kepok dengan jenis isolat Lactobacillus plantarum merupakan perlakuan terbaik.
SIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan jenis medium fermentasi tepung kulit pisang (ambon, raja, dan kepok) dan perlakuan jenis isolat memberikan pengaruh nyata (α=0.05) terhadap total asam, total gula, derajat keasaman (pH), dan serat kasar selama proses fermentasi. Hasil Perlakuan terbaik diperoleh pada perlakuan jenis medium fermentasi tepung kulit pisang kepok dan jenis isolat Lactobacillus plantarum. Hasil perlakuan terbaik memiliki nilai akhir total BAL Lactobacillus plantarum 1.92x1011 CFU/ml, total asam 0.376,%, derajat keasaman (pH) 3.80, total gula 0.93%, pati 1.95%, dan serat kasar 1.29%.
DAFTAR PUSTAKA
1) Ilsakka K. 2003. Nutraceuticals and Functional Food Demand For Ingredients. http://www.biorefining.com. Tanggal akses: 16/12/2013
2) Scott, C. 1999. New Ideas in Nutritional Healing. http://www.cliffscott.com/Rice Bran. Tanggal akses 1/10/2013
3) Holzapfel, W. H., Haberer, P., Geisen, R., Björkroth, J., Schillinger, U. 2001. Taxonomy and Important Features of Probiotic Microorganisms in Food and Nutrition. Am. J. Clin. Nutr. 73:2, 365-373
4) Soomoro, A. H., Masud T. And Anwar K. 2002. Role of Lactic Acid Bacteria (LAB) in Food Preservation and Human Health – a Riview. Pakistan Journal of Nutrition 1:1, 20-24
108 6) Susanti L. 2006. Perbedaan Penggunaan Jenis Kulit Pisang Terhadap Kualitas Nata.
Universitas Negeri Semarang. Semarang
7) Sudarmadji, S. B., Haryono, dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisis untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Penerbit Liberty: Yogyakarta
8) Apriyanto, A., D. Fardiaz, N. L., Puspita, S., S. Budiyanto. 1989. Analisis Pangan. Institut Pertanian Bogor. Bogor
9) Ranggana, S. 1979. Manual of Analysis of Fruit and Vegetables Product. MC Graw Hill. New Delhi
10) Lay, W. B. 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium Edisi I. Grafindo. Jakarta 11) Zeleny, M. 1992. Multiple Kriteria Decision Making. McGraw-Hill. New York
12) Axelsson, L. & Ahrné, S. 2000. Lactic Acid Bacteria. In Applied Microbial Systematics. pp. 365–386. Edited by F. G. Priest & M. Goodfellow. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht, The Netherlands
13) Dewi, R. K. 2010. Stabilizer Concentration and Sucrose to The Velva Tomato Fruit Quality. Institut Teknologi Nasional. Malang
14) Debabandya, M., M. Sabyasachi, and S. Namrata. 2010. Banana and Its By Products Utilization: An Overview. J. Sci. Ind. Res. 69: 323-329
15) Sari, M. I. 2007. Glikolisis sebagai Metabolisme Karbohidrat untuk Menghasilkan Energi. 16) Yusmarini dan Efendi. 2004. Evaluasi Mutu Soygurt yang Dibuat dengan Penambahan
beberapa Jenis Gula. Jurnal Natur Indonesia 6:2, 104-110
17) Khasanah, N. dan Wikandari, P. 2014. Pengaruh Lama Fermentasi dan Penambahan Bakteri Asam Laktat terhadap Mutu Produk Tape Singkong. UNESA Journal of Chemistry Vol 3 No. 1
18) Singleton, P. and D. Sainsburry. 1988. Dictionary of Microbiology and Molecular Biology, 2nd. John Willey and Sons, Ltd. Singapore
19) Ryan, S. M., G. F. Fitzgerald, and Sinderen. 2006. Screening For And Identification of Starch, Amylopectin, and Pullulan-Degrading Activities in Bifidobacterial Strains. Department of Microbiology, University College Cork, Western Road, Ireland
