23
IV. HASIL PENELITIAN
4.1. Analisis Kimiawi dan Mikrobiologi Susu Fermentasi
Susu fermentasi didominasi oleh asam laktat yang timbul pada proses fermentasi laktosa oleh starter. Adapun susu fermentasi dalam penelitian ini dibuat dalam 3 dosis, antara lain susu fermentasi dosis 1, 2, dan 3. Dibuat dalam 3 dosis karena penambahan jumlah starter yang berbeda dapat menghasilkan kualitas yoghurt yang berbeda. Selain itu dengan 3 dosis yang berbeda dapat mengetahui dan membandingkan efek penurunan kadar glukosa darah dan kolesterol total secara signifikan. Analisis dalam penelitian ini meliputi pengujian lemak, protein, kadar abu, dan asam laktat. Pembuatan susu fermentasi dalam penelitian ini sesuai dengan SNI No. 01-2981-2009. Hasil uji analisis lemak, protein, kadar abu, dan asam laktat sebagai berikut:
Tabel 4.1. Hasil Uji Kadar Lemak, Protein, pH, Kadar Abu dan Asam laktat dalam Susu Fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8
Parameter (%)
Perlakuan SFKA8
Dosis 1
SFKA8 Dosis 2
SFKA8 Dosis 3
Syarat SNI 2981 : 2009
Kadar Lemak 0,24 0,32 0,57 Maks 3,8%b/b
Kadar Protein 18,92 22,95 17,26 Min 3,5%b/b
Kadar Abu 0,71 0,63 0,73 Maks 1,0% b/b
Kadar Asam Laktat 0,95 0,72 0,65 0,5 – 2,0%b/b
4.1.1. Pengujian pH
Nilai pH susu fermentasi yang menggunakan dosis 1 adalah pH 3,8; dosis 2 pH 3,99, dan dosis 3 pH 4,61. Nilai pH susu fermentasi dengan dosis yang berbeda memperlihatkan nilai pH yang semakin meningkat. Nilai pH ini berkisar 3,8–4,61. Range pH penelitian ini masih sejalan dengan standar pH yang dikemukakan oleh Priyadarshi et al (2012) yaitu bahwa kisaran pH yoghurt pada umumnya antara 4-4,1.
4.1.2. Pengujian Viskositas
a. Kecepatan Naik b. Kecepatan Turun
Gambar 4.1. Analisa Viskositas Susu Fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dengan Viskosimeter Brookfield
Gambar 4.1. menunjukkan viskositas susu fermentasi pada kecepatan awal 0,5 rpm 1068 cP. Seiring dengan kenaikan kecepatan spindle secara bertahap, viskositas larutan menjadi berkurang dan cairan menjadi semakin encer. Pada kecepatan spindle 100 rpm, viskositas susu fermentasi turun menjadi nol. Hal yang sama terjadi pada kecepatan menurun, pada kecepatan awal 100 rpm, viskositas susu fermentasi nol, kemudian viskositas menjadi semakin besar saat kecepatan diturunkan pada kecepatan terendah 0,5 rpm, dan viskositas susu fermentasi mencapai 1572 cP. Hal ini sesuai dengan karakteristik pseudoplastik, dimana viskositas cairan berkurang dengan meningkatnya rate of shear. Aliran pseudoplastis biasanya ditemui pada cairan yang mengandung molekul-molekul yang berantai panjang seperti polimer, karboksimetil selulosa, gum, dan sebagainya. Grafik peningkatan viskositas susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dapat dilihat pada Gambar 4.2.
0 200 400 600 800 1000 1200
0.5 2 5 10 20 50 100
Vi
sko
si
tas
(c
P)
Kecepatan (rpm)
22
0 500 1000 1500 2000
0.5 2 5 10 20 50 100
Vi
sko
si
tas
(c
P)
Keterangan :
A8D1 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 1. A8D1 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 2. A8D3 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 3.
Gambar 4.2. Nilai Viskositas Susu Fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 pada dosis 1, 2 dan 3.
Pada Gambar 4.2 menunjukkan kekentalan susu fermentasi dosis 1 pada kecepatan 0,5 rpm
sebesar 1068 cP, sedangkan kekentalan susu fermentasi dosis 2 dan dosis 3 lebih rendah sebesar 335,9 cP dan 467,9 cP. Pada kecepatan 100 rpm, kekentalan susu fermentasi
menurun baik pada dosis 1, dosis 2 maupun dosis 3 menjadi 0 cP ; 19,3 cP ; dan 8,52 cP. Hal tersebut menunjukkan bahwa Lactobacillus pentosus LLA8 merupakan ropy strain yang dapat menghasilkan EPS sehingga mempengaruhi nilai viskositas susu fermentasi yang dihasilkan.
4.1.3. Pengujian Kadar Air
Komponen terbesar susu fermentasi adalah air, dimana kandungan airnya pada susu fermentasi dosis 1 (89,56%), dosis 2 (89,33%) dan dosis 3 (88,56%). Selama proses fermentasi menyebabkan peningkatan kadar air, hal ini terjadi karena terbentuknya whey atau hasil metabolisme starter bakteri.
4.1.4. Pengujian Total Plate Count (TPC)
Perhitungan mikroba dengan metode TPC dilakukan dengan menghitung jumlah koloni yang tumbuh dalam cawan. Pengujian TPC mikroba penting untuk dilakukan mengingat
0 200 400 600 800 1000 1200
0.5 2 5 10 20 50 100
Vi
sko
si
tas
(c
P)
Kecepatan (rpm)
A8D1
A8D2
salah satu syarat bakteri probiotik yaitu ketahanan bakteri terhadap keadaan asam lambung sebagai probiotik. Pengaruh TPC terhadap susu fermentasi sebagaimana tersaji pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Jumlah Koloni Susu Fermentasi dengan Metode TPC
Susu Fermentasi
Pengenceran TPC
(CFU/ml) 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10
SFKK 586 146 5 1 0 1,5 x 109
SFKA8 Dosis 1 870 395 92 41 22 9,2 x 109
SFKA8 Dosis 2 478 89 12 6 2 8,9 x 108
SFKA8 Dosis 3 228 27 11 3 0 2,3 x 108
Keterangan:
SFKK : susu fermentasi kultur komersil.
SFKA8 dosis 1 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 1. SFKA8 dosis 2 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 2. SFKA8 dosis 3 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 3.
Tabel 4.2 dapat diketahui bahwa jumlah koloni bakteri menurun pada peringkat dosis 1 hingga 3. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar pengenceran, maka jumlah koloni dalam susu fermentasi semakin kecil. Berdasarkan jumlah koloni, dapat diketahui bahwa jumlah koloni pada penelitian ini telah sesuai dengan SNI yaitu minimal 107 sehingga
kualitas probiotik dalam susu fermentasi baik untuk dikonsumsi.
4.2. Uji Praklinik Efek Penurunan Kadar Glukosa Darah dan Hiperkolesterolemik dengan Orientasi Induksi Aloksan, Fruktosa, dan Pakan Tinggi Lemak.
Tabel 4.3. Hasil Orientasi Induksi Kadar Glukosa Darah pada Tikus Uji setelah Diinduksi Aloksan, Pakan Tinggi Lemak dan Fruktosa, dan Pakan Tinggi Lemak
Kelompok Perlakuan Induksi
Kadar (mg/dL) Hari
Ke-0
Hari Ke- 4
% Rerata Peningkatan
Hari Ke- 15
Hari Ke-30
% Rerata Peningkatan Aloksan 135 mg/Kg BB 58,80 71,11 20,94 - 80,43 36,79 Pakan Tinggi Lemak dan
Fruktosa 58,90 - - 57,36 118,38 100,98
Pakan Tinggi Lemak 56,76 - - 62,79 116,75 105,69
Keterangan :
(-) : Tidak diukur kadar glukosa darah
Berdasarkan Tabel 4.3 menunjukkan hasil orientasi induksi aloksan terjadi peningkatan kadar glukosa darah (80,43mg/dl) sedangkan induksi pakan tinggi lemak dan fruktosa
(118,38 mg/dl) dan pakan tinggi lemak (116,75 mg/dl). Hasil orientasi induksi belum dapat mengkondisikan diabetes karena hewan uji dinyatakan diabetes apabila kadar glukosa
darah puasa mencapai ≥ 126 mg/dl (Jung et al., 2011).
Keterangan :
Senyawa diabetogenik : aloksan
PTL : Pakan Tinggi Lemak
PTL + FRU : Pakan Tinggi Lemak dan Fruktosa
Gambar 4.3. Kadar Glukosa Darah pada Orientasi Induksi
20 40 60 80 100 120 140
0 4 15 30
kad
ar
g
lu
ko
sa
m
g
/d
L
waktu pengamatan (hari)
senyawa diabetogenik
PTL
Tabel 4.4. Hasil Orientasi Induksi Kadar Total Kolesterol pada Tikus Uji setelah Diinduksi Aloksan, Pakan Tinggi Lemak dan Fruktosa, dan Pakan Tinggi Lemak
Kelompok Perlakuan Induksi
Kadar (mg/dL) Hari
Ke-0
Hari Ke- 4
% Rerata Peningkatan
Hari Ke- 15
Hari Ke-30
% Rerata Peningkatan Aloksan 135 mg/Kg BB 53,69 64,18 19,54 - 69,18 28,85 Pakan Tinggi Lemak dan
Fruktosa 65,71 - - 54,16 51,34 -21,87
Pakan Tinggi Lemak 60,33 - - 58,21 55,66 -7,74
Keterangan :
(-) : Tidak diukur kadar glukosa darah.
Keterangan :
Senyawa diabetogenik : aloksan
PTL : Pakan Tinggi Lemak
PTL + FRU : Pakan Tinggi Lemak dan Fruktosa
Gambar 4.4. Kadar Kolesterol Total pada Orientasi Induksi
Hasil orientasi induksi pada Gambar 4.3 dan 4.4 menunjukkan bahwa induksi dengan
aloksan memberikan peningkatan kadar yang stabil hingga hari ke-30, pada parameter gula darah maupun kolesterol total, meskipun peningkatan tersebut lebih rendah daripada Pakan Tinggi Lemak (PTL) dan fruktosa. Induksi dengan menggunakan PTL dan fruktosa memberikan peningkatan gula darah yang tinggi dan stabil selama 30 (tiga puluh) hari perlakuan, namun pada parameter kolesterol terjadi penurunan setelah 14 (empat belas) hari perlakuan. Oleh karena itu, induksi dengan senyawa diabetogenik dipilih sebagai metode induksi pada penelitian ini
30 40 50 60 70 80
0 4 15 30
kad
ar
ko
le
ste
ro
l m
g
/d
L
waktu pengamatan (hari)
senyawa diabetogenik
PTL
4.3.Pengukuran Berat Badan Tikus galur Sprague dawley
Data berat badan tikus bertujuan untuk mengetahui pengaruh induksi STZ dan perlakuan pemberian susu fermentasi terhadap berat badan tikus. Pemantauan berat badan tikus dilakukan dengan menimbang berat badan tikus pada hari ke-0 sebagai berat badan awal sebelum induksi, hari ke-3 (setelah induksi STZ dan nicotinamide) dan hari ke-6 hingga hari ke-35 (setelah pemberian susu fermentasi). Gambar penimbangan dan grafik hubungan berat badan (gram) terhadap waktu perlakuan pada tiap kelompok perlakuan.
Keterangan :
Normal : larutan saline + pakan standar, tanpa diinduksi.
Negatif : larutan saline + pakan standar, diinduksi STZ 60 mg/Kg, Na 120 mg/Kg. SFKK : susu fermentasi kultur komersil.
SFKA8 dosis 1 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 1. SFKA8 dosis 2 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 2. SFKA8 dosis 3 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 3.
Gambar 4.5. Hubungan Berat Badan (gram) terhadap Waktu Perlakuan pada Tiap Kelompok Perlakuan
4.4.Uji Praklinik Efek Penurunan Kadar Glukosa Darah dan Hiperkolesterolemik dengan Induksi Streptozotocin yang Diterapi dengan Susu Fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8
Pada penelitian tikus Sprague dawley dibagi menjadi 6 kelompok yaitu kelompok tikus normal tanpa induksi, tikus yang diinduksi Streptozotocin (STZ) tanpa diterapi, dan tikus
140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
H0 H3 H6 H13 H20 H27 H35
B
e
rat
Pen
im
b
an
g
an
(
Gr
am
)
Hari Pengukuran
Normal
Kontrol negatif
SFKK
SFKA8 Dosis 1
SFKA8 Dosis 2
induksi yang diterapi dengan susu komersil dan susu fermentasi dengan peringkat dosis 1,2 dan 3. Kelompok tikus normal digunakan sebagai pembanding terhadap kelompok tikus induksi, untuk membuktikan walaupun tikus diberi perlakuan yang sama namun dengan induksi yang berbeda akan menunjukkan respon yang berbeda. Setelah diinduksi dengan senyawa diabetogenik STZ selanjutnya dilakukan pengukuran kadar glukosa darah dan kolesterol pada hari ke-3 dengan tujuan untuk mengetahui apakah hewan uji telah mengalami hiperglikemia dan kolesterol.
Kelompok kontrol negatif yang digunakan adalah tikus yang diinduksi STZ 60 mg/kg BB tikus dan nicotinamide (NA) 120 mg/kg BB. Kontrol negatif ini berfungsi untuk mengkondisikan tikus yang hiperlipidemia tanpa diberi terapi sebagai pembanding untuk melihat penurunan kadar glukosa darah dan kolesterol total pada kelompok perlakuan yang diterapi dengan susu komersil dan susu fermentasi.
Pengambilan sampel darah dilakukan melalui sinus orbitalis, sebelum induksi (H-0), setelah induksi (H-3) dan setelah perlakuan (H-14, H-29). Pengambilan darah sebelum induksi dilakukan sebagai kadar awal glukosa darah dan kolesterol tikus sehat yang belum terpapar zat penginduksi. Pengambilan darah setelah induksi bertujuan untuk mengetahui induksi yang dilakukan berhasil atau tidak dengan membandingkan kadarnya dengan H-0.
Pengambilan darah setelah perlakuan bertujuan untuk mengetahui pengaruh dan dosis efektif susu fermentasi manakah yang dapat menurunkan kadar glukosa darah dan kolesterol yang telah diinduksi. Darah diambil melaui sinus orbitalis tikus karena sampel yang dibutuhkan cukup besar dan kemungkinan terjadinya hemolisis kecil dibandingkan pengambilan melalui vena ekor.
glukosa darah beserta persen penurunan pada semua kelompok hewan uji dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.6.
Tabel 4.5. Hasil Rerata dan Persen Penurunan Kadar Glukosa Darah (mg/dL) pada Semua kelompok Perlakuan Hewan Uji
Kelompok Perlakuan
Kadar Glukosa Darah (mg/dL)
Hari Ke-0 Hari Ke-3 % Rerata
Kenaikan
Hari Ke-14 Hari Ke-29 % Rerata
Penurunan
Normal 71,99 ± 2,17 74,28 ± 2,57 3,14 74,64 ± 2,50 75,25a ± 2,80*
-9,41
Kontrol Negatif
71,89 ± 3,06 259,29 ± 3,55 261,03 260,22 ± 3,76 261,21b ±
3,68*
39,16
SFKK 69,99 ± 1,73 258,49 ± 2,85 269,32 191,71 ± 1,60 186,70c ±
2,07*
45,92
SFKA8 Dosis 1
71,37 ± 2,42 260,29 ± 3,15 264,71 175,91 ± 2,72 147,78d ±
2,31*
43,22
SFKA8 Dosis 2
67,89 ± 1,66 255,13 ± 2,86 275,80 172,37 ± 2,40 132,70e ± 3,31
47,99
SFKA8 Dosis 3
72,25 ± 2,93 260,82 ± 3,47 261,00 175,80 ± 1,88 122,91e ± 2,13
52,88
Keterangan :
Normal : larutan saline + pakan standar, tanpa diinduksi.
Negatif : larutan saline + pakan standar, diinduksi STZ 60 mg/Kg, Na 120 mg/Kg. SFKK : susu fermentasi kultur komersil.
SFKA8 dosis 1 : susu fermentasi kultur Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 1. SFKA8 dosis 2 : susu fermentasi kultur Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 2. SFKA8 dosis 3 : susu fermentasi kultur Lactobacillus pentosus LLA8dosis 3. *) Rerata merupakan hasil rata-rata dari 7 kali ulangan.
**) Angka yang ditandai notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan ada pengaruh yang nyata (p<0,05) antar kelompok perlakuan.
Gambar 4.6. Kadar Glukosa Darah Semua Kelompok Perlakuan pada hari ke-0 (sebelum induksi), 3 (setelah induksi), 14 dan 29 (setelah perlakuan)
Berdasarkan Gambar 4.6 dan Tabel 4.5 diketahui kadar glukosa darah pada kelompok kontrol negatif dan perlakuan setelah diinduksi STZ dan NA mengalami kenaikan pada
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
H0 H3 H14 H29
K ad ar Lu ko sa Dar ah Hari Pengukuran Normal Kontrol Negatif SFKK
SFKA8 Dosis 1
SFKA8 Dosis 2
hari ke-3. Hal ini sesuai dengan penelitian Ghasemi et al (2014) bahwa kadar glukosa darah meningkat setelah 3 (tiga) hari diinduksi. Pada kelompok kontrol negatif, tikus diabetes tidak diterapi sehingga kadar glukosa darah tetap tinggi dalam darah. Sedangkan pada kelompok SFKK dan SFKA8 mengalami penurunan kadar glukosa darah karena tikus yang diabetes diterapi dengan susu fermentasi komersil dan Lactobacillus pentosus LLA8 pada kelompok susu fermentasi dosis 1, 2 dan 3.
Pengukuran kadar kolesterol total dilakukan pada hari ke-0 (sebelum induksi), hari ke-3 (setelah induksi), hari ke-14 dan 29 (setelah perlakuan). Hasil rerata dan persen penurunan kadar kolesterol total pada semua kelompok hewan uji dapat dilihat pada Tabel 4.6, sedangkan rerata glukosa darah semua kelompok dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Tabel 4.6. Hasil Rerata dan Persen Penurunan Kadar Total Kolesterol (mg/dL) pada Semua Kelompok Perlakuan Hewan Uji
Kelompok Perlakuan
Kadar Total Kolesterol (mg/dL)
Hari Ke-0 Hari Ke-3 % Rerata
Kenaikan
Hari Ke-14 Hari Ke-29 % Rerata
Penurunan
Normal 78,60 ± 2,19 79,37 ± 2,54 0,98 79,74 ± 2,65 81,25a ± 2,88*
-2,37
Kontrol Negatif
82,89 ± 4,32 155,64 ± 4,17 87,77 156,13 ± 3,78 158,02b ±
2,93*
-1,53
SFKK 80,27 ± 3,56 153,64 ± 4,75 91,40 145,09 ± 3,99 139,80c ±
3,06*
9,01
SFKA8 Dosis 1
81,42 ± 5,76 156,42 ± 6,29 92,11 121,78 ± 5,22 118,28 d±
4,60
24,38
SFKA8 Dosis 2
82,99 ± 4,01 157,20 ± 4,07 89,42 122,19 ± 3,47 114,76d ± 5,52 27,00
SFKA8 Dosis 3
85,82 ± 3,50 159,98 ± 3,67 86,41 125,13 ± 3,35 96,77e ± 3,39
39,51
Keterangan :
Normal : aqua dest + pakan standar, tanpa diinduksi.
Negatif : aqua dest + pakan standar, diinduksi STZ 60 mg/Kg, Na 120 mg/Kg. SFKK : susu fermentasi kultur komersil.
SFKA8 dosis 1 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 1. SFKA8 dosis 2 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 2. SFKA8 dosis 3 : susu fermentasi Lactobacillus pentosus LLA8 dosis 3. *) Rerata merupakan hasil rata-rata dari 7 kali ulangan.
Keterangan :
Normal : aqua dest + pakan standar, tanpa diinduksi.
Negatif : aqua dest + pakan standar, diinduksi STZ 60 mg/Kg, Na 120 mg/Kg. SFKK : susu fermentasi kultur komersil.
SFKA8 dosis 1 : susu fermentasi kultur Lactobacillus pentosus A8 dosis 1. SFKA8 dosis 2 : susu fermentasi kultur Lactobacillus pentosus A8 dosis 2. SFKA8 dosis 3 : susu fermentasi kultur Lactobacillus pentosus A8 dosis 3.
Gambar 4.7. Kadar Total Kolesterol Semua Kelompok Perlakuan pada Hari Ke-0 (Sebelum Induksi), 3 (Setelah Induksi), 14 dan 29 (Setelah Perlakuan)
Berdasarkan grafik pada gambar 4.5 dan tabel 4.6 dapat dilihat kadar kolesterol total pada semua kelompok mengalami kenaikan pada hari 3 setelah induksi dibandingkan hari ke-0 dan mengalami penurunan pada hari ke-14 dan 29 setelah perlakuan kecuali kelompok kontrol negatif. Pada kelompok kontrol negatif, tikus hiperkolesterolemik tidak diterapi sehingga kadar kolesterol tetap tinggi dalam darah. Sedangkan pada kelompok SFKK dan SFKA8 mengalami penurunan kadar kolesterol karena tikus yang hiperkolesterolemik diterapi dengan susu fermentasi komersil pada kelompok SFKK dan Lactobacillus
pentosus LLA8 pada pada kelompok susu fermentasi dosis 1, 2 dan 3.
50.00 70.00 90.00 110.00 130.00 150.00 170.00
H0 H3 H14 H29
kad
ar
K
o
le
ste
ro
l
To
tal
Hari Pengukuran
Normal
Kontrol Negatif
SFKK
SFKA8 Dosis 1
SFKA Dosis 2
