PENGARUH KONSENTRASI GLUKOSA DAN SUSU SKIM

PENGARUH KONSENTRASI GLUKOSA DAN SUSU SKIM
TERHADAP FERMENTASI SUSU KORO BEGOG
(Canavalia ensiformis) MENGGUNAKAN
Lactobacillus casei subsp. rhamnosus
Jene 1>, Hardoko1', Lidia Sri Ratnawati11, Emilia Margaretha31
ABSTRACT
Koro begog (Canavalia ensiformis) has similar nutrient value as soya bean but
it is limited in usage. To extend its usage, koro begog is used as a basic ingredient to
make fermented koro begog milk. The concentration of glucose and skim milk influences pH, lactic acid content, total number of lactic acid bacteria, and organoleptic
properties in fermented milk. The best combination will be 5% of skim milk and 6%
of glucose. Addition of higher skim milk and glucose concentration tends to result in
higher amount of L. casei cell and higher lactic acid productivity.
Key Words: koro begog, L. casei subsp. rhamnosus, fermentation
PENDAHULUAN
Koro begog termasuk kelompok leguminosa minor dengan kandungan protein
yang cukuptinggi (23.8-27.6%), kaya vitamin dan mineral, serta harganya relatif murah
namun belum banyak dimanfaatkan. Pengembangan produk dari koro begog ini dapat
berfungsi sebagai penyediaan zatgizi terutama protein dan mineral, diversifikasi produk
pangan dan sekaligus menstimulir budidaya pertaniannya. Lactobacillus case/ subsp.
rhamnosus merupakan golongan bakteri probiotik yang menghasilkan asam laktat
dan hidup pada pH 5.5-5.8. Spesifikasi rhamnosus dibandingkan subspesies L casei
lain adalah kemampuannya dalam memfermentasi rhamnosayang merupakan gula
metil pentosa.
Tujuan umum dari penelitian yang dilakukan adalah pembuatan susu koro
begog untuk menghasilkan minuman susu fermentasi dengan karakteristik
terbaik.
Tujuan khusus adalah mengetahui pengaruh konsentrasi susu skim dan
glukosa terhadap kadar asam laktat, pH, dan total asam laktat susu fermentasi koro
begog.
" Dosen Tetap Jurusan Teknologi Pangan UPH
Alumni jurusan Teknologi Pangan UPH
21
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
23
METODOLOGI
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah koro begog, susu
skim "Protifar", dan kultur Lactobacillus casei subsp. rhamnosus. Bahan tambahan
yang digunakan adalah NaHC03, glukosa, dan sirup fruktosa. Alat yang dipergunakan
dalam penelitian ini adalah blender, neraca analitik, pH meter, autoklaf, labu Kjeldahl,
tanur, soxhlet, dan inkubator.
Metode Penelitian
Tahap Persiapan
Pembuatan Susu Koro Begog
Koro begog sebanyak 1 kilogram direndam dalam larutan 0.5% NaHC03 selama
24 jam. Perebusan dilakukan dalam larutan 0.5% NaHC03selama 30 menit pada suhu
70°C. Penggilingan dengan blender dengan penambahan air sebanyak 3 kali berat
awal koro begog (3 liter air). Setelah penggilingan dilakukan penyaringan untuk
memisahkan filtrat dan ampas. Filtrat yang dihasilkan direbus pada suhu 70°C selama
30 menit. Filtrat yang telah direbus kemudian dimasukkan dalam botol yang kemudian
dipasteurisasi pada suhu 90°C selama 30 menit. Susu koro begog yang dihasilkan
sebanyak 2.4 liter.
Persiapan Kultur Starter
Starter untuk pembuatan susu fermentasi kacang koro dipersiapkan dengan
menumbuhkan kultur L casei subsp. rhamnosus dari ampul ke media MRSB. Kemudian
sebanyak 1-2 ose kultur dimasukkan ke dalam susu skim 10% yang telah disterilisasi
pada suhu 120UC selama 15 menit. Lalu difermentasi selama 2 hari pada suhu 37L/C.
Kultur ini disebut sebagai kultur induk.
Selanjutnya kultur induk sebanyak 0.1% ditumbuhkan dalam susu skim 10%
yang telah disterilisasi, kemudian diinkubasi selama 2 hari pada suhu 37UC. Kultur ini
disebut sebagai kultur antara. Kultur antara diambil sebanyak 0.5% dan ditumbuhkan
kembali ke dalam campuran 10% susu skim dan 3% glukosa yang telah disterilisasi.
Inkubasi dilakukan selama 1 hari, maka kultur kerja ini siap diinokulasikan ke dalam
susu koro begog sebanyak 0.5%.
Pengamatan dilakukan baik terhadap koro begog maupun susu koro begog.
Parameter pengamatan meliputi analisis proksimat (kadar air, protein, lemak, abu,
karbohidrat) dan uji HCN.
24
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
Penelitian Utama
Tujuan penelitian utama adalah untuk mendapatkan perbandingan konsentrasi
susu skim dan glukosa yang tepat untuk menghasilkan susu fermentasi dengan
karakteristik fisik yang terbaik. Susu koro begog yang dihasilkan pada tahap persiapan
difermentasi dengan L casei subsp. rhamnosus dengan perlakuan konsentrasi susu
skim 3%, 5%, 7% dan glukosa 2%, 4%, 6%.
Penelitian dirancang dengan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial
dengan 3 x 3 = 9 perlakuan dan 3 kali ulangan dengan model matematika
Y,jk=u+Ai
+
B]+ABi|+pi]kM,|rNID(0,A^)
Bila terdapat perbedaan yang nyata dari hasil uji anova, maka dilakukan uji lanjutan
BedaNyataJujur(BNJ).
Prosedur pembuatan susu fermentasi (Anonim3,1990) adalah sebagai berikut:
susu koro begog ditambah susu skim dan glukosa. Campuran dipasteurisasi 80-90UC
selama 30 menit kemudian didinginkan hingga 37UC dan diinokulasi 0.5% starter L
casei lalu diinkubasi pada suhu 37UC selama 4 hari hingga terbentuk susu fermentasi.
Pengamatan yang dilakukan pada susu fermentasi ini meliputi pH, total asam tertitrasi,
dan total bakteri asam laktat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Proksimat
Hasil analisis proksimat koro begog menunjukkan bahwa komponen padatan
yang terbanyak adalah karbohidrat (mencapai 58%), diikuti oleh protein, air, lemak
danterakhirabu.
Tabel 1. Hasil Analisis Proksimat Koro Begog dalam Basis Kering (%)
Kandungan
Koro Begog (%)
Abu
3.53
Lemak
5.25
Protein
25.82
Karbohidrat (by difference)
65.39
Ctatatan : kadar air = 93.28 %
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1. April 2004
25
Menurut Salunkhe dan Deshpande (1991), komponen karbohidrat koro begog
terdiri dari gula, pati, dan serat kasar. Protein koro begog mengandung globulin (±globulin dan '-globulin) dan sedikit albumin. Kandungan abu atau mineral dalam koro
begog yang telah diidentifikasi adalah fosfat, kalsium, besi dan tembaga (Salunkhe
dan Deshpande, 1991).
Hasil Analisis HCN
HCN yang terdapat pada biji koro begog dapat dikurangi dengan adanya
perlakuan perendaman, perebusan dan kombinasi keduanya. Hasil analisis HCN dapat
dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Kadar HCN Awal dan Sesudah Perlakuan
Perlakuan
Awal (tanpa perlakuan)
Hasil Analisis
(mg/kg)
62.293
Rendam 1 malam (air) + rebus 30 menit (air)
31.13
Rendam 1 malam (air + 0.5% NaHC03) +
kukus 30 menit (air + 0.5% NaHC03)
24.151
Rendam 1 malam (air + 0.5% NaHC03) +
Rebus 30 menit (air + 0.5% NaHC03)
20.607
Berdasarkan hasil analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa kadar HCN akan
berkurang dengan adanya perlakuan perendaman dan pemanasan. Penambahan 0.5%
NaHC03pada perendaman dan perebusan juga membantu mengurangi kadar HCN
karena NaHC03akan melunakkan kulit biji sehingga proses penyerapan air ke dalam
biji menjadi lebih mudah. Perebusan lebih baik daripada pengukusan karena biji kontak
langsung dengan air sehingga HCN cepat larut dalam air. Hasil analisis tersebut
menyatakan bahwa kandungan HCN dalam koro begog dalam batas konsentrasi yang
aman untuk dikonsumsi. Batas aman yang diperbolehkan adalah 100 sampai 200 mg/
kg (Salunkhe & Deshpande, 1991). Sedangkan kandungan HCN yang diperbolehkan
ada dalam bahan olahan adalah 40 mg/kg (Haryoto, 2000).
Analisis Parameter Susu Koro Begog Fermentasi
Susu skim ditambahkan dalam susu koro begog sebagai sumber laktosa yang
dibutuhkan oleh bakteri asam laktat untuk pertumbuhannya (Tamime and Robinson,
26
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
1985). Komponen susu yang paling berperan selama proses fermentasi adalah laktosa
dan kasein. Laktosa digunakan oleh bakteri asam laktat sebagai sumber karbon dan
energi.
Kadar Asam Laktat
H glukosa 2%
• glukosa 4%
Q glukosa 6%
Gambar 1. KadarAsam Laktatpada Konsentrasi Susu Skim dan Glukosa yang Berbeda
Berdasarkan hasil anaiisis, konsentrasi glukosa dan konsentrasi susu skim
berpengaruh secara nyata terhadap kadar asam laktat (± = 0.01). Penambahan susu
skim berbeda nyata untuk seluruh konsentrasi. Konsentrasi susu skim sebanyak 7%
cenderung menyebabkan penurunan kadar asam laktat. Hal ini dapat disebabkan oleh
adanya interaksi antara konsentrasi susu skim yang tinggi dan konsentrasi glukosa
yang tinggi pula sehingga sel akan terhambat dalam memproduksi asam laktat.
Menurut Tamime dan Robinson (1985), penambahan glukosa lebih dari 5%
akan menghambat pertumbuhan mikroba pada pembuatan susu fermentasi. Pada
konsentrasi glukosa 6% kemungkinan sel akan mengalami lisis karena adanya
perbedaan tekanan osmotik.
Interaksi konsentrasi susu skim dan glukosa mulai berbeda pada konsentrasi
susu skim 7% dan glukosa 4%. Penambahan glukosa sebanyak 6% pada konsentrasi
susu skim 3% dan 5% tidak mempengaruhi kadar asam laktat secara nyata. Pada
perbandingan konsentrasi susu skim : glukosa = 7% : 6% cadangan nutrisi untuk
pertumbuhan bakteri asam laktat sangat mencukupi, sehingga Lease/akan terus
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
27
berkembang biak meskipun sebagian sel akan mengalami lisis dan mati mengakibatkan
pembentukan asam laktat tidak optimal.
Interaksi antara susu skim 3% dan 5% dengan glukosa 6% akan menghasilkan
kadar asam laktat sekitar 2.37-2.39%. Nilai kadar asam laktat tersebut yang paling
mendekati persyaratan kadar asam untuk susu fermentasi yaitu sekitar 2.7% (Speck,
1982).
PH
Berdasarkan hasil analisis statistik, konsentrasi glukosa dan konsentrasi susu
skim berpengaruh secara nyata terhadap nilai pH (± = 0.01). Interaksi kedua perlakuan
tersebut juga menunjukkan perbedaan nyata terhadap nilai pH. Hasil pengamatan
terhadap nilai pH rata-rata untuk semua perlakuan berkisar antara 3.67 - 3.96. pH
yang dihasilkan lebih tinggi daripada pH yakult yaitu 3.3 - 3.5. Perbedaan ini disebabkan
oleh konsentrasi susu skim yang digunakan, dimana konsentrasi susu skim yang
digunakan pada yakult adalah 14.4%.
2,39"
2,37"
2,25c
S3 glukosa 2%
• glukosa 4%
• glukosa 6%
1,54*
3%
5%
Konsentrasi susu skim (%)
7%
Gambar2. Nilai pH pada Konsentrasi Susu Skim dan Glukosa yang Berbeda
Penggunaan konsentrasi glukosa sebanyak 4% dan 6% pada berbagai
konsentrasi susu skim menghasilkan penurunan pH, disebabkan glukosa yang diubah
menjadi asam laktat selama fermentasi. Penambahan konsentrasi susu skim pada
perlakuan konsentrasi glukosa 2%, 4% dan 6% akan dapat menyebabkan penurunan
pH. Hal ini berkaitan dengan jumlah komponen susu skim yaitu laktosa yang akan
28
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
diubah menjadi asam laktat selama fermentasi. Laktosa akan dihidrolisis oleh L.casei
menjadi glukosa dan galaktosa kemudian diubah menjadi asam laktat melalui jalur
Embden Meyerhoff atauglikolisisoleh bakteri homofermentatif (Gilliland, 1986).
Penambahan susu skim pada konsentrasi 5% akan menghasilkan pH yang
lebih tinggi daripada konsentrasi 3%. Hal ini diduga karena adanya penghambatan
pada metabolisme pemecahan laktosa menjadi asam laktat. Proses penghambatan
terutama berkaitan dengan penghambatan aktivitas laktat dehidrogenase, sehingga
energi untuk pertumbuhan bakteri masih dapat dipenuhi untuk pertumbuhan sel, namun
perubahan piruvat menjadi asam laktat akan terhambat.
Pengukuran nilai pH tidak sesuai dengan hasil kadarasam laktat yang diperoleh.
Menurut Frazier dan Westhoff (1979), perubahan dalam total asam laktat tidak selalu
sesuai dengan pengukuran pH karena nilai pH terukur adalah konsentrasi ion hidrogen
dalam bentuk terdisosiasi saja sehingga tidak semua komponen asam terukur.
Hubungan antara nilai pH dengan total asam memang tidak dapat ditentukan secara
langsung karena nilai pH tidak hanya dipengaruhi oleh konsentrasi asam saja, tetapi
juga jenis asam, kation dan komponen lainnya yang bersifat basa.
Total Bakteri Asam Laktat
L casei termasuk golongan bakteri homofermentatif yang memecah laktosa
menjadi asam laktat. L. caseisusp. Rhamnosus dapat memfermentasi gula rhamnosa
sehingga dapat dibedakan dari subspesies Lcasei lain (Anonim", 1995). L. casei
subsp. rhamnosus bersifat termobakterium dengan kondisi optimum pertumbuhan
37UC dan pH 6.8 (Mutai, 1981). Bakteri ini bersifat homofermentatif, gram positif,
katalase negatif, tidak membentuk spora, serta terlibat sebagai starter dalam fermentasi
susu. Spesies ini efektif sebagai bakteri probiotik karena kemampuannya untuk
bertahan hidup terhadap asam lambung dan empedu dalam sistem pencernaan
manusia.
Berdasarkan hasil analisis statistik, konsentrasi glukosa berpengaruh nyata
terhadap total L casei. Penambahan konsentrasi susu skim dan interaksi antara susu
skim dan glukosa tidak berpengaruh nyata pada hasil total L casei. Penambahan
glukosa secara statistik berpengaruh nyata, hal ini disebabkan glukosa digunakan
sebagai prekursor dan sumber energi awal oleh bakteri asam laktat sebelum
memfermentasi karbohidrat lain. Jadi, semakin banyak glukosa yang ditambahkan
maka persediaan nutrisi untuk bakteri asam laktat lebih banyak sehingga bakteri asam
laktat yang hidup lebih banyak.
Jumal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
29
Gambar 3. Total L. casei pada Konsentrasi Susu Skim dan Glukosa Berbeda
Konsentrasi susu skim tidak mempengaruhi jumlah mikroba secara nyata.
Hal ini dapat disebabkan karena susu skim yang digunakan berprotein tinggi
dengan kadar protein sebesar 60% dan kadar laktosa sebesar 27.8%, sehingga
pada konsentrasi 3% saja sudah dapat mencukupi kebutuhan nutrisi untuk pertumbuhan bakteri asam laktat. Jadi penambahan susu skim dengan konsentrasi
3% dan 5% akan lebih ekonomis karena tidak mempengaruhi pertumbuhan bakteri
asam laktat.
KESIMPULAN
Hasil kadar asam laktat dan pH menunjukkan konsentrasi susu skim dan
konsentrasi glukosa mempengaruhi karakteristik fermentasi L case/secara nyata.pada
±=0.01. Hasil total BAL menunjukkan hanya konsentrasi glukosa yang mempengaruhi
hasil secara nyata. Kombinasi konsentrasi susu skim dan glukosa terbaik adalah
5% dan 6% secara berurutan. Berdasarkan jumlah bakteri asam laktat yang tumbuh
pada susu koro begog fermentasi maka disimpulkan bahwa koro begog cocok sebagai
media tumbuh Lease/.
30
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
DAFTAR PUSTAKA
Anonim". 1990. Yakuit. PT Yakuit Indonesia Persada. Jakarta.
Anonimb. 1995. 19 April 2004. Danone World Newsletter : Lactobacillus casei.
www.danonevitapole.com
Frazier, W.C dan DC. Westhoff. 1979. Food Microbiology. Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd., New Delhi.
Gilliland, S.E. 1986. Bacterial Starter Cultures for Foods. CRC Press, Inc. Boca Raton,
Florida.
Haryoto. 2000. "Kecap Benguk". Teknologi Tepat Guna. Kanisius. Yogyakarta.
Mutai, M.1981 The Properties of Lactobacillus Product "Yakuit 80" (Japanese). New
Food Industries. 23,7:33-41.
Salunkhe, D.K. & S. S. Deshpande. 1991. Food of Plant Origin: Production, Technology and Human Nutrition. Van Nostrand Reinhold. New York. USA.
Speck, M. L. 1982. Development in Industrial Microbiology, di dalam : A.H. Rose.
Economic Microbioloy. Vol 7: Fermented Food. Academic Press, Inc. London.
Tamime.A.Y. dan R.K. Robinson. 1985. Yoghurt Science and Technology. Pergamon
Press Ltd. London.
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 2, No. 1, April 2004
31