Pembuatan Yoghurt Kulit Semangka dengan Pemanis Stevia
serta Uji Sifat Kimia dan Sifat Fisika
Jugo Yuli Prasetyo1*, Zanu Handayani, Kun Harismah2
1,2Program Studi Teknik Kimia/Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta *Email: [email protected] Abstrak Keywords: Yoghurt; Semangka ; Stevia; Fermentasi; Diabetes mellitus
Yoghurt merupakan produk minuman hasil fermentasi susu dengan bakteri asam laktat berupa cairan kental hingga semi padat dengan cita rasa asam. Pembuatan yoghurt ini memanfaatkan limbah kulit semangka sebagai bahan baku untuk mengurangi limbah buangan sisa semangka yang tidak dikonsumsi. Penambahan ekstrak daun Stevia (Stevia rebaudiana) yang rendah kalori bertujuan untuk mengganti pemanis gula yang baik bagi penderita diabetes. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh waktu inkubasi dan penambahan ekstrak daun stevia pada yoghurt kulit semangka terhadap sifat kimia dan sifat fisika yoghurt. Sifat kimia berupa pH dan kadar asam laktat. Sifat fisika berupa densitas dan viskositas. Metode penelitian ini terdiri dari 4 tahap, yaitu persiapan bahan baku, ekstraksi daun stevia, pasteurisasi, dan fermentasi.Variabel bebas yang digunakan dalam penelitian ini yaitu variasi waktu inkubasi (1 hari, 2 hari, dan 3 hari) dan variasi kadar ekstrak stevia (3%, 4%, dan 5%). pH yoghurt diukur menggunakan pH meter. Kadar asam laktat ditetapkan dengan metode titrasi asidi-alkalimetri. Densitas diukur dengan mengukur volume dan massa yoghurt. Viskositas yoghurt diukur menggunakan viskometer Ostwald. Hasil pengujian pH menunjukkan bahwa semakin lama waktu fermentasi, maka pH yoghurt semakin kecil. Penambahan ekstrak stevia tidak mempengaruhi pH yoghurt. Semakin lama waktu fermentasi, kadar asam laktat yoghurt semakin besar. Penambahan ekstrak stevia tidak mempengaruhi kadar asam laktat yoghurt. Semakin lama waktu fermentasi, densitas yoghurt semakin besar. Semakin banyak ekstrak stevia, densitas yoghurt semakin besar. Semakin lama waktu fermentasi, viskositas yoghurt semakin kecil. Viskositas yoghurt fluktuatif dengan penambahan ekstrak stevia.
1. PENDAHULUAN
Kulit buah semangka selama ini masih dipandang sebagai bagian buah yang tidak dapat dimakan. Pada saat mengkonsumsi buah semangka segar, maka bagian buah yang dimakan itu adalah bagian daging buah, sedangkan kulit buah selalu dibuang. Dengan penerapan teknologi pengolahan pangan yang sesuai, kulit buah semangka yang berwarna putih ini bisa kita manfaatkan untuk berbagai
keperluan [6]. Kulit buah semangka dapat dijadikan pengobatan untuk beberapa jenis penyakit, salah satunya adalah diabetes mellitus [1]. Vitamin-vitamin yang terdapat pada kulit buah semangka meliputi vitamin A, vitamin B dan vitamin C.
Produk yoghurt biasanya menggunakan sweetener untuk meningkatkan rasanya, seperti sukrosa, dan pemanis berintensitas tinggi seperti aspartame [8]. Namun demikian,
sebagian konsumen juga menghendaki yoghurt yang rendah kalori. Oleh karena itu, perlu adanya sweetener yang digunakan untuk substitusi gula dengan nilai kalor rendah sehingga konsumen tidak dikhawatirkan dengan nilai kalori tersebut. Salah satu pemanis yang dapat digunakan adalah stevioside. Stevioside adalah pemanis yang berbentuk serbuk putih halus dan berintensitas tinggi, 250-300 kali lebih manis daripada sukrosa, yang diisolasi dan dimurnikan dari daun tanaman stevia (Stevia rebaudiana). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa stevia dapat mengurangi tekanan darah, tidak menyebabkan alergi dan dapat menjadi antioksidan [5]. Selain itu stevia juga dapat meningkatkan fungsi hati. Penelitian yang lain menunjukkan bahwa stevia menurunkan kadar gula darah dan tidak menyebabkan metabolisme insulin sehingga direkomendasikan untuk penderita diabetes [5].
Fruitghurt merupakan salah satu jenis produk yoghurt hasil fermentasi dari buah-buahan. Prinsip pembuatan fruitghurt adalah fermentasi buah dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcos thermophillus. Kedua macam bakteri tersebut akan menguraikan laktosa (gula susu) menjadi asam laktat dan berbagai komponen aroma dan cita rasa. Lactobacillus bulgaricus lebih berperan pada pembentukan aroma, sedangkan Streptococcos thermophillus lebih berperan pada pembentukan pada cita rasa fruitghurt. Fruitghurt yang baik mempunyai derajat keasaman (pH) sebesar 4,5. Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk kadar asam laktat yoghurt sekitar 0,5-2,0% [7]. Pembentukan asam laktat terjadi melalui jalur Embden Meyerhoff Parnas (EMP) dimana glukosa akan diubah menjadi piruvat kemudian dengan bantuan enzim lactate dehydrogenase diubah menjadi asam laktat [3]. Berdasarkan teori ini dapat dikatakan keberadaan gula akan mempengaruhi jumlah asam laktat yang dihasilkan. Hal ini juga
mempengaruhi kualitas yoghurt yang dihasilkan.
Penelitian ini bertujuan untuk memanfaat limbah kulit semangka menjadi yoghurt dengan penambahan ekstrak daun stevia yang rendah kalori. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat kimia dan sifat fisika yoghurt hasil fermentasi.
Dengan bertambahnya waktu inkubasi aktivitas mikroba Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus meningkat dan jumlah mikroba semakin banyak, sehingga menyebabkan jumlah asam laktat yang terbentuk semakin banyak. Waktu inkubasi tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap berat jenis produk. Hal ini karena pembentukan asam laktat selama waktu inkubasi sangat kecil (hanya 1,31%) sedangkan komponen utama dari bahan baku yang digunakan adalah air [2].
2. METODE
Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap dengan dua faktorial yaitu penambahan ekstak stevia dan waktu fermentasi yoghurt.
Bahan yang digunakan antara lain kulit semangka, daun stevia, aquades, susu skim, plain yoghurt, NaOH, dan indikator PP. Alat yang digunakan yaitu aluminium foil, blender, botol fermentasi, botol timbang, buret, corong kaca, erlenmeyer, gelas arloji, gelas beker, gelas ukur, inkubator, kain saring, kertas saring, kompor listrik, kondensor, labu leher tiga, kondensor, magnetic stirrer, neraca elektrik, panci, pengaduk kaca, pH meter, piknometer, pipet tetes, pipet ukur, pipet volume, pisau, rotary evaporator, sendok, statif, thermometer dan viskometer Ostwald.
Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Sumber data diperoleh dari hasil uji. Teknik pengumpulan data dilakukan dengan cara percobaan secara langsung di
laboratorium. Variabel bebas yang digunakan adalah waktu fermentasi yaitu 1, 2, dan 3 hari serta kadar ekstrak stevia yaitu 3, 4, dan 5%. Variabel kontrol tanpa tambahan pemanis (kontrol 1) dan diberi penambahan pemanis sukrosa 5% (kontrol 2) dengan waktu fermentasi 5 hari. Variabel tetap yang digunakan adalah sifat kimia yaitu pH dan kadar asam laktat serta sifat fisika yaitu densitas dan viskositas.
Penelitian diawali dengan persiapan bahan baku. Kulit semangka dikupas bagian luarnya, sehingga diperoleh bagian putihnya. Kulit semangka kemudian dicuci dan dipotong kecil-kecil. Kulit semangka kemudian dimasukkan ke dalam blender dan ditambah aquades dengan perbandingan 1:2 b/v, lalu diblender hingga halus. Hasil blender selanjutnya disaring hingga diperoleh filtrat jernih. Setelah itu, daun stevia kering di blender hingga halus Daun stevia kemudian disaring hingga 100 mesh sebanyak 100 g. Serbuk daun stevia kemudian dioven selama 1 jam dengan suhu 80°C.
Gambar 1. Daun Stevia
Langkah selanjutnya adalah proses ekstraksi. 100 g serbuk stevia diekstraksi dengan 1.000 ml pelarut aquades selama 2,5 jam pada suhu 55°C dengan kecepatan pengadukan 300 rpm. Kemudian bahan didinginkan selama 24 jam pada suhu ruangan. Selanjutnya bahan disaring dengan kertas saring secara vakum. Setelah itu, pelarut dievaporasi dengan rotary evaporator.
Langkah berikutnya adalah proses pasteurisasi. Filtrat kulit semangka yang
didapat diukur volumeya. Lalu filtrat di masukkan ke dalam panci dan ditambah susu skim 9%. Kemudian bahan dipanaskan pada suhu 75-80°C sambil diaduk selama 15 menit. Setelah itu, bahan didinginkan sampai suhu 40-43°C. Selanjutnya bahan ditambahkan plain yoghurt sebanyak 10% ditambahkan ekstrak stevia sesuai variabel. Setelah itu, bahan dimasukkan ke dalam botol fermentasi dan ditutup rapat.
Langkah yang terakhir adalah proses fermentasi. Botol-botol sampel diinkubasi dengan suhu 40°C selama variabel waktu fermentasi. Untuk menghentikan proses fermentasi, sampel dimasukkan ke dalam kulkas.
PH sampel diuji dengan pH meter, kadar asam laktat dianalisis dengan titrasi asidi-alkalimetri denga titran NaOH 0,05 N, densitas dihitung dengan mencari massa dan volume sampel, dan viskositas diukur dengan menggunakan viskometer Ostwald.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. PH Yoghurt dengan Stevia
No Waktu (Hari) pH Stevia 3% Stevia 4% Stevia 5% 1 0 5,2 5,1 5,1 2 1 4,7 4,7 4,3 3 2 4,2 4,5 4,2 4 3 4 4,4 4,1
Tabel 2 PH Yoghurt Kontrol
No Sampel Waktu (Hari) pH 1 Kontrol 1 0 5,2 2 Kontrol 2 0 5,7 3 Kontrol 1 5 4 4 Kontrol 2 5 4
Tabel 1 dan Tabel 2 merupakan tabel hasil uji pH sampel yoghurt dengan ekstrak stevia dan yoghurt kontrol. Dari tabel terlihat bahwa semakin lama waktu fermentasi, maka pH semakin turun. Selama proses fermentasi, dihasilkan metabolit berupa asam-asam
organik seperti asam laktat, asam sitrat, dan
asam asetat Asam-asam organik ini
merupakan asam-asam yang terdisosiasi dalam bentuk ion-ion H+ [3]. Semakin banyak asam yang dihasilkan, maka semakin banyak pula ion H+ yang terbentuk sehingga
pengukuran pH oleh elektroda pH meter menunjukkan nilai yang semakin menurun.
Sementara itu, tidak ada pengaruh penambahan pemanis stevia maupun sukrosa terhadap pH. PH ekstrak stevia hasil ekstraksi sebesar 6,3, sehingga tidak terlalu berpengaruh terhadap yoghurt. Hal ini sesuai dengan pernyataan [8] bahwa tidak ada pengaruh penambahan sweetener gula dan ekstrak daun stevia terhadap nilai pH dan keasaman yoghurt.
Derajat keasaman (pH) yang sebaiknya dicapai oleh fruitghurt adalah 4,5 [7]. Sampel yang mencapai pH 4,5 adalah yoghurt dengan ekstrak stevia 4% dan waktu fermentasi 2 hari.
Gambar 2. Yoghurt Kulit Semangka
Tabel 3. Kadar Asam Laktat Yoghurt dengan
Stevia
No Waktu (Hari)
Kadar Asam Laktat (%) Stevia 3% Stevia 4% Stevia 5% 1 0 0,1737 0,1913 0,2045 2 1 0,3405 0,2176 0,2393 3 2 0,3438 0,2609 0,3512 4 3 0,3481 0,3215 0,3554
Tabel 4. Kadar Asam Laktat Yoghurt Kontrol
No Sampel Waktu (Hari) Asam Laktat (%) 1 Kontrol 1 0 0,2251 2 Kontrol 2 0 0,2973 3 Kontrol 1 5 0,6601 4 Kontrol 2 5 0,7840
Tabel 3 dan Tabel 4 merupakan tabel hasil uji kadar asam laktat yoghurt dengan stevia dan yoghurt kontrol. Semakin lama waktu fermentasi, kadar asam laktat yoghurt semakin naik. Sesuai dengan pernyataan [2] bertambahnya waktu inkubasi aktivitas mikroba Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus meningkat dan
jumlah mikroba semakin banyak, sehingga menyebabkan jumlah asam laktat yang terbentuk semakin banyak. Sampel kontrol 2 memiliki kadar asam laktat tertinggi. Di antara semua sampel kontrol 1 dan 2 yang kadar asam laktatnya 0,6601% dan 0,7840% yang memenuhi Standar Nasional Indonesia yaitu 0,5-2%. Pada penelitian [2] juga didapatkan bahwa waktu fermentasi optimum adalah 5 hari.
Penambahan ekstrak daun stevia tidak berpengaruh pada kadar asam laktat yoghurt. Hal ini sesuai dengan pernyataan [8] bahwa tidak ada pengaruh penambahan sweetener gula dan ekstrak daun stevia terhadap nilai pH dan keasaman yoghurt.
Tabel 5. Densitas Yoghurt dengan Stevia
No Waktu (Hari) Densitas (g/ml) Stevia 3% Stevia 4% Stevia 5% 1 0 1,0363 1,0350 1,0344 2 1 1,0309 1,0338 1,0343 3 2 1,0340 1,0347 1,0379 4 3 1,0342 1,0357 1,0382
Tabel 6. Densitas Yoghurt Kontrol
No Sampel Waktu (Hari) Densitas (g/ml) 1 Kontrol 1 0 1,0430 2 Kontrol 2 0 1,0396 3 Kontrol 1 5 1,0618 4 Kontrol 2 5 1,0595
Tabel 5 dan Tabel 6 menunjukkan hasil uji densitas yoghurt dengan stevia dan yoghurt kontrol. Semakin lama waktu fermentasi, densitas yoghurt dengan stevia setelah
fermentasi semakin naik meskipun tidak terlalu banyak. Waktu inkubasi tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap densitas karena pembentukan asam laktat selama waktu inkubasi sangat kecil [2].
Penambahan ekstrak daun stevia juga meningkatkan densitas yoghurt walaupun sedikit. Hal ini dikarenakan densitas ekstrak stevia yang dihasilkan sebesar 1,000 g/ml.
Densitas sampel terbesar dimiliki oleh sampel kontrol 1 yaitu 1,0618 g/ml, yang disebabkan karena tidak adanya penambahan pemanis. Menurut Organisasi Pangan Dunia / FAO (2012) densitas untuk yoghurt buah sekitar 1,045-1,060 g/ml. Sehingga tidak ada sampel yoghurt setelah fermentasi yang masuk range tersebut.
Tabel 7. Viskositas Yoghurt dengan Stevia
No Waktu (Hari) Viskositas (cP) Stevia 3% Stevia 4% Stevia 5% 1 0 11,4684 16,7404 20,2530 2 1 27,2051 36,9622 23,7729 3 2 21,1254 18,4972 16,7873 4 3 10,5647 10,5800 9,7213
Tabel 8. Viskositas Yoghurt Kontrol
No Sampel Waktu (Hari) Viskositas (cP) 1 Kontrol 1 0 147,7934 2. Kontrol 2 0 78,4680 3 Kontrol 1 5 186,4558 4 Kontrol 2 5 112,0822
Tabel 7 dan Tabel 8 adalah tabel hasil uji viskositas yoghurt. Semakin lama waktu fermentasi, viskositas yoghurt semakin turun. Kecilnya nilai viskositas sampel yoghurt disebabkan juga karena tidak diberi penambahan zat penstabil seperti CMC atau karagenan.
Viskositas sampel yoghurt fluktuatif dengan penambahan ekstrak stevia. Viskositas sampel yoghurt dengan stevia lebih kecil dibanding sampel kontrol karena penambahan ekstrak stevia yang berbentuk cair. Viskositas
cairan tidak ditentukan secara absolut tetapi dengan viskositas relatif, yaitu perbandingan dengan viskositas zat cair tertentu seperti air.
4. KESIMPULAN
Sifat kimia yang diuji dalam pembuatan yoghurt kulit semangka adalah pH dan kadar asam laktat. Semakin lama waktu fermentasi, maka pH yoghurt semakin kecil. Penambahan ekstrak stevia tidak mempegaruhi pH yoghurt. Semakin lama waktu fermentasi, kadar asam laktat yoghurt semakin besar. Penambahan ekstrak stevia tidak mempegaruhi kadar asam laktat yoghurt.
Sifat fisika yang diuji dalam pembuatan yoghurt kulit semangka adalah densitas dan viskositas. Semakin lama waktu fermentasi, densitas yoghurt semakin besar. Semakin banyak ekstrak stevia, densitas yoghurt semakin besar. Semakin lama waktu fermentasi, viskositas yoghurt semakin kecil. Tidak ada pengaruh peambahan ekstrak stevia terhadap viskositas yoghurt.
REFERENSI
[1] Anjani, S. Pengaruh Proporsi Kulit Semangka dan Tomat terhadap Hasil Jadi Masker Wajah Berbahan Dasar Tepung Beras. E-Journal. 2013; 02(3):22-26. [2] Ardiyawati Y. dan Fithriyah, N. H.
Pengaruh Waktu Inkubasi Terhadap Kadar Asam Laktat dalam Pembuatan Fruithgurt dari Kulit Buah Semangka. Seminar
Nasional Sains dan Teknologi 2015
Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Jakarta. 2015: 1-5.
[3] Failasufa, M. K., Wisnu S., dan Winarni P.. Analisis Proksimat Yoghurt Probiotik Formulasi Susu Jagung Manis- Kedelai dengan Penambahan Gula Kelapa (Cocos
nucifera) Granul. Indo. J . Chem. Sci.,
2015; 4(2):117-121.
[4] FAO. Density Database Version 2.0. FAO
/ INFOODS Databases; 2012.
[5] Lisak, K. , Irena J., Ljubica T., and Rajka B. Influence of Sweetener Stevia on the Quality of Strawberry Flavoured Fresh
Yoghurt. Mljekarstvo. 2011; 61(3):220-225.
[6] Nusa, M. I., Misril F., dan Surya S. Studi Pembuatan Manisan Kering Kulit Buah Semangka (Citrullus lanatus). Agrium. 2014; 18(3):243-249.
[7] Silalahi, F. Y. dan F., M. Ikhsan. Fermentasi Fruitghurt dengan Variasi Kulit
Buah Upaya dalam Pemanfaatan Limbah Cair Buah. Universitas Diponegoro; 2009. [8] Widodo, Naimatun M., dan Indratiningsih.
Produksi Low Calorie Sweet Bio-Yoghurtdengan Penambahan Ekstrak Daun Stevia (Stevia rebaudiana) sebagai Pengganti Gula. AGRITECH. 2015; 35(4):464-473.
