Aktivitas antagonistik kultur starter yogurt dan kefir terhadap bakteri Staphylococcus aureus selama proses penyimpanan dingin
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
SKRIPSI
ANNISA PARAMITA
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
RINGKASAN
ANNISA PARAMITA. D14204059. 2008. Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama
Penyimpanan Dingin. Skripsi. Program Studi Teknologi Hasil Ternak, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA.
Pembimbing Anggota : Epi Taufik, S.Pt., MVPH
Fermentasi telah lama digunakan sebagai mekanisme utama dalam proses
pengawetan dan peningkatan keamanan produk susu. Oleh karena itu kualitas
kultur starter yang digunakan dalam produk susu fermentasi memiliki peranan
yang sangat penting. Disatu sisi produk susu fermentasi umumnya dianggap
sebagai produk yang aman untuk dikonsumsi, disisi lain kontaminasi bakteri
patogen ke dalam susu dapat terjadi pada saat pemerahan, selama penanganan
atau pada proses produksi. Dengan demikian kajian tentang ketahanan hidup agen
kontaminasi atau kontaminan terhadap aktivitas kultur starter yang digunakan
pada proses pembuatan susu fermentasi menjadi menarik untuk dipelajari.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aktivitas antagonistik kultur
starter yogurt dan kefir terhadap ketahanan hidup Staphylococcus aureus selama
penyimpanan dingin. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2007
hingga Januari 2008 di Laboratorium Mikrobiologi Bagian Ilmu produksi Ternak
Perah, Fakultas Peternakan IPB serta Laboratorium Diagnostik Bagian
Mikrobiologi Medik, Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesehatan
Masyarakat Veteriner, Fakultas Kedokteran Hewan IPB. Penelitian ini dilakukan
dengan menambahkan isolat bakteri patogen Staphylococcus aureus (SA) asal
susu kambing perah dan kultur starter yogurt (Yogurt (YT+SA) = Streptococcus
thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Yogurt Probiotik (YP+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB) +
Bifidobacterium longum (BL)) dan kefir (Kefir (KF+SA) = kultur starter biji
kefir) ke dalam susu yang steril dan diinkubasi pada suhu 37°C untuk yogurt dan
28°C±1 untuk kefir selama 24 jam. Setelah inkubasi, produk disimpan dalam
refrigerator (5±2°C) selama 11 hari.
Peubah yang diamati dalam penelitian ini adalah nilai pH, Total Asam
Tertitrasi (TAT), jumlah populasi bakteri asam laktat (BAL) dan jumlah populasi
bakteri patogen SA. Peubah-peubah tersebut diukur setiap hari selama 11 hari
penyimpanan dingin. Jumlah SA pada YP+SA dan KF+SA berbeda nyata
(P0,05). Kultur starter YT+SA dan
YP+SA lebih mampu dalam menghambat pertumbuhan SA dibandingkan
KF+SA, tetapi jumlah populasi SA masih di atas 107 cfu/ml pada akhir
penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa susu fermentasi (YT+SA, YP+SA, dan
KF+SA) yang selama ini dianggap aman dapat menjadi resiko bagi kesehatan
konsumen jika terjadi rekontaminasi Staphylococcus aureus dalam jumlah tinggi
setelah proses pasteurisasi (bahan baku, peralatan, pekerja, dan saat proses
produksi) karena SA dapat menghasilkan toksin ketika populasinya mencapai
lebih dari 106 cfu/ml.
Kata-kata kunci : susu fermentasi, bakteri asam laktat, Staphylococcus aureus,
penyimpanan dingin
ABSTRACT
The Antagonistic Activity of Yoghurt and Kefir Starter Culture
toward Staphylococcus aureus during Cold Storage
Paramita, A., R.R.A. Maheswari, dan E. Taufik
Fermentation has been used as primary mechanism in preserving and
increasing safety of milk products. Consequently, fermented milk products are
generally considered as safe product. The contamination of pathogenic bacteria
into the milk may occur in the farm or during handling and processing of the milk
products. The contamination source might be originated from the environment,
mammary gland, utensils, and workers. Thus, the quality of starter culture which
is used in the production of fermented milk play an important role. Therefore the
objective of this experiment is to study the antagonistic activity of yoghurt and
kefir starter culture on the survival of Staphylococcus aureus (S. aureus) during
cold storage. This experiment was done by addition of Staphylococcus aureus
isolated from goat milk and starter culture of yoghurt (Yoghurt (YT+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Probiotic
Yoghurt (YP+SA) = Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus
(LB) + Bifidobacterium longum (BL)) and kefir (Kefir (KF+SA) = kefir grain))
into sterile milk and incubated it at 37ºC for yoghurt and 28±1ºC for kefir within
24 hours. The product was then stored in the refrigerator (5±2ºC) for 11 days. The
enumeration of total lactic acid bacteria and total Staphylococcus as well as pH
and titratable acidity values were carried out every two days during cold storage.
The results showed that yoghurt starter culture can inhibit the growth of SA
5,82% respectively at the end of cold storage, however the population of SA still
above 107 cfu/ml. The result of this experiment was also proved that high level
post fermentation contamination of SA in fermented milk posses high risk of
foodborne disease to the consumer.
Keywords: fermented milk, lactic acid bacteria, Staphylococcus aureus,
cold storage
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
Oleh
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan
Komisi Ujian Lisan pada tanggal 17 Juli 2008
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota
Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA
NIP. 131 671 595
Epi Taufik S.Pt., MVPH
NIP. 132 258 289
Dekan Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Luki Abdullah, M.Sc. Agr
NIP. 131 955 531
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Agustus 1986 di Jakarta. Penulis
merupakan anak bungsu dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Ir.
Mochammad Yusuf dan Ibu Dra. Hermini Setyowati M.M.
Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Tugu Ibu
Depok pada tahun 1992 dan pendidikan dasar di SD Tugu Ibu Depok pada tahun
1998. Pendidikan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2001 di SLTPN 3
Depok dan dilanjutkan ke pendidikan menengah atas di SMAN 2 Depok yang
diselesaikan pada tahun 2004. Penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi
Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor melalui
jalur Ujian Seleksi Mahasiswa Baru (USMI) pada tahun 2004.
Selama mengikuti pendidikan penulis aktif mengikuti stadium general dan
menjadi anggota panitia pada berbagai acara kegiatan kemahasiswaan. Sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) pada Fakultas Peternakan,
penulis menyelesaikan skripsinya dengan judul Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama Proses
Penyimpanan Dingin.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Skripsi berjudul ”Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus
aureus selama Proses Penyimpanan Dingin” ini dibuat sebagai salah satu syarat
kelulusan untuk mendapatkan gelar Sarjana Peternakan di Fakultas Peternakan,
Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antagonisme kultur
starter yang digunakan untuk membuat yoghurt dan kefir terhadap ketahanan
hidup bakteri patogen, yaitu Staphylococcus aureus selama proses penyimpanan
dingin. Meningkatnya minat konsumen terhadap produk olahan susu seperti susu
pasteurisasi atau susu fermentasi mendorong unit-unit rumah tangga untuk
memproduksi dan memasarkan produk olahan susu tersebut langsung kepada
masyarakat. Selama ini produk susu fermentasi dianggap aman tetapi karena
bahan baku yang digunakan dan proses pengolahan susu fermentasi tersebut
kurang sanitasinya maka produk susu fermentasi tersebut diragukan keamanannya
untuk dikonsumsi. Staphylococcus aureus merupakan salah satu bakteri patogen
yang sering kali mengkontaminasi susu dikarenakan kurangnya aplikasi sanitasi
dan higiene pekerja pada industri pengolahan susu. Fermentasi diharapkan mampu
menjadi salah satu cara untuk mengurangi jumlah mikroorganisme patogen yang
terkandung pada susu dan produk olahannya sehingga dapat meningkatkan
keamanan mikrobiologis serta dapat meningkatkan masa simpan produk.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan
dan jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun guna
memperbaiki skripsi ini sangat diperlukan bagi penulis. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat dalam penyelesaian
sktipsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
Bogor, Juni 2008
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN ....................................................................................................... ii
ABSTRACT.......................................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iv
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. v
RIWAYAT HIDUP............................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ..........................................................................................vii
DAFTAR ISI........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................... xi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang .......................................................................................... 1
Tujuan ....................................................................................................... 2
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 3
Susu Fermentasi ........................................................................................ 3
Proses Fermentasi...................................................................................... 4
Produk Susu Fermentasi............................................................................ 6
Yogurt ........................................................................................... 6
Kefir .............................................................................................. 7
Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi............................. 9
Sifat Antagonistik Bakteri Asam Laktat dan Metabolitnya ...................... 9
Prevalensi Bakteri Staphylococcus aureus dalam Susu ............................11
Pemanfaatan Sifat Antagonisme Bakteri Asam Laktat dan
Metabolitnya dalam Peningkatan Masa Simpan dan Keamanan
Mikrobiologis Bahan Pangan ..................................................................12
Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus aureus dalam Interaksinya
dengan Bakteri Asam Laktat dalam Susu atau Produk Olahannya...........12
METODE ..............................................................................................................14
Lokasi dan Waktu .....................................................................................14
Materi ........................................................................................................14
Bahan ............................................................................................14
Alat................................................................................................14
Rancangan .................................................................................................15
Prosedur ....................................................................................................16
Persiapan Bakteri Uji ....................................................................16
Pembuatan Susu Fermentasi .........................................................17
Pembuatan Yogurt.............................................................17
Pembuatan Kefir ...............................................................17
Cara Pengambilan Contoh.............................................................17
Peubah yang Diamati ....................................................................18
Pengukuran pH..................................................................18
Pengukuran Total Asam Tertitrasi (TAT).........................18
Analisis Mikrobiologis......................................................20
a. Jumlah Populasi BAL..............................................20
b. Jumlah Populasi SA ................................................21
HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................................22
Nilai pH.....................................................................................................22
Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT)............................................................24
Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) .......................................................25
Populasi BAL pada Perlakuan dan Kontrol Kultur Starter ...........27
Populasi Staphylococcus aureus (SA) ......................................................29
KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................32
Kesimpulan ...............................................................................................32
Saran..........................................................................................................32
UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................34
LAMPIRAN..........................................................................................................38
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1.
Halaman
Jalur Katabolis dalam BAL (Hofvendahl dan Haegerdal, 2000) ......
5
..................................................................................................
2.
Biji Kefir (Farnworth, 2005) .............................................................
8
3.
Elektron Mikrograf dari Biji Kefir (Farnworth, 2005)......................
8
4.
Gambaran Umum Pembuatan Produk Susu Fermentasi dan Analisis
Sampel............................................................................................... 19
5.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) ........ 20
6.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Staphylococcus aureus (SA) ....... 21
7.
Grafik Rataan Nilai pH pada Perlakuan dan Kontrol selama Proses
Penyimpanan Dingin......................................................................... 22
8.
Grafik Rataan Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT) pada Perlakuan dan
Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin.................................... 24
9.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
selama Proses Penyimpanan Dingin ................................................. 26
10.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYT selama Proses Penyimpanan Dingin ................................. 27
11.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYP selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
12.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KKF selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
13.
Grafik Rataan Populasi Staphylococcus aureus (SA) pada Perlakuan
dan Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin ............................. 30
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
SKRIPSI
ANNISA PARAMITA
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
RINGKASAN
ANNISA PARAMITA. D14204059. 2008. Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama
Penyimpanan Dingin. Skripsi. Program Studi Teknologi Hasil Ternak, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA.
Pembimbing Anggota : Epi Taufik, S.Pt., MVPH
Fermentasi telah lama digunakan sebagai mekanisme utama dalam proses
pengawetan dan peningkatan keamanan produk susu. Oleh karena itu kualitas
kultur starter yang digunakan dalam produk susu fermentasi memiliki peranan
yang sangat penting. Disatu sisi produk susu fermentasi umumnya dianggap
sebagai produk yang aman untuk dikonsumsi, disisi lain kontaminasi bakteri
patogen ke dalam susu dapat terjadi pada saat pemerahan, selama penanganan
atau pada proses produksi. Dengan demikian kajian tentang ketahanan hidup agen
kontaminasi atau kontaminan terhadap aktivitas kultur starter yang digunakan
pada proses pembuatan susu fermentasi menjadi menarik untuk dipelajari.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aktivitas antagonistik kultur
starter yogurt dan kefir terhadap ketahanan hidup Staphylococcus aureus selama
penyimpanan dingin. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2007
hingga Januari 2008 di Laboratorium Mikrobiologi Bagian Ilmu produksi Ternak
Perah, Fakultas Peternakan IPB serta Laboratorium Diagnostik Bagian
Mikrobiologi Medik, Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesehatan
Masyarakat Veteriner, Fakultas Kedokteran Hewan IPB. Penelitian ini dilakukan
dengan menambahkan isolat bakteri patogen Staphylococcus aureus (SA) asal
susu kambing perah dan kultur starter yogurt (Yogurt (YT+SA) = Streptococcus
thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Yogurt Probiotik (YP+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB) +
Bifidobacterium longum (BL)) dan kefir (Kefir (KF+SA) = kultur starter biji
kefir) ke dalam susu yang steril dan diinkubasi pada suhu 37°C untuk yogurt dan
28°C±1 untuk kefir selama 24 jam. Setelah inkubasi, produk disimpan dalam
refrigerator (5±2°C) selama 11 hari.
Peubah yang diamati dalam penelitian ini adalah nilai pH, Total Asam
Tertitrasi (TAT), jumlah populasi bakteri asam laktat (BAL) dan jumlah populasi
bakteri patogen SA. Peubah-peubah tersebut diukur setiap hari selama 11 hari
penyimpanan dingin. Jumlah SA pada YP+SA dan KF+SA berbeda nyata
(P0,05). Kultur starter YT+SA dan
YP+SA lebih mampu dalam menghambat pertumbuhan SA dibandingkan
KF+SA, tetapi jumlah populasi SA masih di atas 107 cfu/ml pada akhir
penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa susu fermentasi (YT+SA, YP+SA, dan
KF+SA) yang selama ini dianggap aman dapat menjadi resiko bagi kesehatan
konsumen jika terjadi rekontaminasi Staphylococcus aureus dalam jumlah tinggi
setelah proses pasteurisasi (bahan baku, peralatan, pekerja, dan saat proses
produksi) karena SA dapat menghasilkan toksin ketika populasinya mencapai
lebih dari 106 cfu/ml.
Kata-kata kunci : susu fermentasi, bakteri asam laktat, Staphylococcus aureus,
penyimpanan dingin
ABSTRACT
The Antagonistic Activity of Yoghurt and Kefir Starter Culture
toward Staphylococcus aureus during Cold Storage
Paramita, A., R.R.A. Maheswari, dan E. Taufik
Fermentation has been used as primary mechanism in preserving and
increasing safety of milk products. Consequently, fermented milk products are
generally considered as safe product. The contamination of pathogenic bacteria
into the milk may occur in the farm or during handling and processing of the milk
products. The contamination source might be originated from the environment,
mammary gland, utensils, and workers. Thus, the quality of starter culture which
is used in the production of fermented milk play an important role. Therefore the
objective of this experiment is to study the antagonistic activity of yoghurt and
kefir starter culture on the survival of Staphylococcus aureus (S. aureus) during
cold storage. This experiment was done by addition of Staphylococcus aureus
isolated from goat milk and starter culture of yoghurt (Yoghurt (YT+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Probiotic
Yoghurt (YP+SA) = Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus
(LB) + Bifidobacterium longum (BL)) and kefir (Kefir (KF+SA) = kefir grain))
into sterile milk and incubated it at 37ºC for yoghurt and 28±1ºC for kefir within
24 hours. The product was then stored in the refrigerator (5±2ºC) for 11 days. The
enumeration of total lactic acid bacteria and total Staphylococcus as well as pH
and titratable acidity values were carried out every two days during cold storage.
The results showed that yoghurt starter culture can inhibit the growth of SA
5,82% respectively at the end of cold storage, however the population of SA still
above 107 cfu/ml. The result of this experiment was also proved that high level
post fermentation contamination of SA in fermented milk posses high risk of
foodborne disease to the consumer.
Keywords: fermented milk, lactic acid bacteria, Staphylococcus aureus,
cold storage
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
Oleh
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan
Komisi Ujian Lisan pada tanggal 17 Juli 2008
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota
Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA
NIP. 131 671 595
Epi Taufik S.Pt., MVPH
NIP. 132 258 289
Dekan Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Luki Abdullah, M.Sc. Agr
NIP. 131 955 531
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Agustus 1986 di Jakarta. Penulis
merupakan anak bungsu dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Ir.
Mochammad Yusuf dan Ibu Dra. Hermini Setyowati M.M.
Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Tugu Ibu
Depok pada tahun 1992 dan pendidikan dasar di SD Tugu Ibu Depok pada tahun
1998. Pendidikan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2001 di SLTPN 3
Depok dan dilanjutkan ke pendidikan menengah atas di SMAN 2 Depok yang
diselesaikan pada tahun 2004. Penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi
Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor melalui
jalur Ujian Seleksi Mahasiswa Baru (USMI) pada tahun 2004.
Selama mengikuti pendidikan penulis aktif mengikuti stadium general dan
menjadi anggota panitia pada berbagai acara kegiatan kemahasiswaan. Sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) pada Fakultas Peternakan,
penulis menyelesaikan skripsinya dengan judul Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama Proses
Penyimpanan Dingin.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Skripsi berjudul ”Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus
aureus selama Proses Penyimpanan Dingin” ini dibuat sebagai salah satu syarat
kelulusan untuk mendapatkan gelar Sarjana Peternakan di Fakultas Peternakan,
Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antagonisme kultur
starter yang digunakan untuk membuat yoghurt dan kefir terhadap ketahanan
hidup bakteri patogen, yaitu Staphylococcus aureus selama proses penyimpanan
dingin. Meningkatnya minat konsumen terhadap produk olahan susu seperti susu
pasteurisasi atau susu fermentasi mendorong unit-unit rumah tangga untuk
memproduksi dan memasarkan produk olahan susu tersebut langsung kepada
masyarakat. Selama ini produk susu fermentasi dianggap aman tetapi karena
bahan baku yang digunakan dan proses pengolahan susu fermentasi tersebut
kurang sanitasinya maka produk susu fermentasi tersebut diragukan keamanannya
untuk dikonsumsi. Staphylococcus aureus merupakan salah satu bakteri patogen
yang sering kali mengkontaminasi susu dikarenakan kurangnya aplikasi sanitasi
dan higiene pekerja pada industri pengolahan susu. Fermentasi diharapkan mampu
menjadi salah satu cara untuk mengurangi jumlah mikroorganisme patogen yang
terkandung pada susu dan produk olahannya sehingga dapat meningkatkan
keamanan mikrobiologis serta dapat meningkatkan masa simpan produk.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan
dan jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun guna
memperbaiki skripsi ini sangat diperlukan bagi penulis. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat dalam penyelesaian
sktipsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
Bogor, Juni 2008
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN ....................................................................................................... ii
ABSTRACT.......................................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iv
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. v
RIWAYAT HIDUP............................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ..........................................................................................vii
DAFTAR ISI........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................... xi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang .......................................................................................... 1
Tujuan ....................................................................................................... 2
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 3
Susu Fermentasi ........................................................................................ 3
Proses Fermentasi...................................................................................... 4
Produk Susu Fermentasi............................................................................ 6
Yogurt ........................................................................................... 6
Kefir .............................................................................................. 7
Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi............................. 9
Sifat Antagonistik Bakteri Asam Laktat dan Metabolitnya ...................... 9
Prevalensi Bakteri Staphylococcus aureus dalam Susu ............................11
Pemanfaatan Sifat Antagonisme Bakteri Asam Laktat dan
Metabolitnya dalam Peningkatan Masa Simpan dan Keamanan
Mikrobiologis Bahan Pangan ..................................................................12
Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus aureus dalam Interaksinya
dengan Bakteri Asam Laktat dalam Susu atau Produk Olahannya...........12
METODE ..............................................................................................................14
Lokasi dan Waktu .....................................................................................14
Materi ........................................................................................................14
Bahan ............................................................................................14
Alat................................................................................................14
Rancangan .................................................................................................15
Prosedur ....................................................................................................16
Persiapan Bakteri Uji ....................................................................16
Pembuatan Susu Fermentasi .........................................................17
Pembuatan Yogurt.............................................................17
Pembuatan Kefir ...............................................................17
Cara Pengambilan Contoh.............................................................17
Peubah yang Diamati ....................................................................18
Pengukuran pH..................................................................18
Pengukuran Total Asam Tertitrasi (TAT).........................18
Analisis Mikrobiologis......................................................20
a. Jumlah Populasi BAL..............................................20
b. Jumlah Populasi SA ................................................21
HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................................22
Nilai pH.....................................................................................................22
Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT)............................................................24
Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) .......................................................25
Populasi BAL pada Perlakuan dan Kontrol Kultur Starter ...........27
Populasi Staphylococcus aureus (SA) ......................................................29
KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................32
Kesimpulan ...............................................................................................32
Saran..........................................................................................................32
UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................34
LAMPIRAN..........................................................................................................38
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1.
Halaman
Jalur Katabolis dalam BAL (Hofvendahl dan Haegerdal, 2000) ......
5
..................................................................................................
2.
Biji Kefir (Farnworth, 2005) .............................................................
8
3.
Elektron Mikrograf dari Biji Kefir (Farnworth, 2005)......................
8
4.
Gambaran Umum Pembuatan Produk Susu Fermentasi dan Analisis
Sampel............................................................................................... 19
5.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) ........ 20
6.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Staphylococcus aureus (SA) ....... 21
7.
Grafik Rataan Nilai pH pada Perlakuan dan Kontrol selama Proses
Penyimpanan Dingin......................................................................... 22
8.
Grafik Rataan Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT) pada Perlakuan dan
Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin.................................... 24
9.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
selama Proses Penyimpanan Dingin ................................................. 26
10.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYT selama Proses Penyimpanan Dingin ................................. 27
11.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYP selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
12.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KKF selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
13.
Grafik Rataan Populasi Staphylococcus aureus (SA) pada Perlakuan
dan Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin ............................. 30
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Konsumsi susu di Indonesia masih rendah dibandingkan dengan Malaysia
dan Vietnam. Konsumsi susu di Indonesia pada tahun 2007 hanya sebesar 9 liter
per kapita pertahun. Jumlah ini berarti tidak sampai separo dari angka konsumsi
susu di Malaysia yang mencapai 25,4 liter per tahun. Angka konsumsi tersebut
juga masih di bawah negara tetangga lainnya, yakni Vietnam yang mencapai 10,7
liter per kapita per tahun. Pemerintah mengadakan program mengimpor sapi agar
produksi dan konsumsi susu di Indonesia meningkat. Pada perkembangannya,
minat masyarakat saat ini terhadap susu olahan baik berupa susu pasteurisasi
maupun fermentasi semakin meningkat. Hal ini ditujukan dengan semakin
beragamnya produk susu olahan yang beredar di masyarakat. Kendala kondisi
laktos intoleran menyebabkan konsumsi susu dalam bentuk cair kurang diminati,
sehingga bagi yang tetap ingin mengkonsumsi susu mengalihkan pilihannya pada
susu fermentasi.
Minat masyarakat yang cukup tinggi terhadap susu fermentasi
menyebabkan banyak industri atau usaha skala kecil atau rumah tangga
memproduksi
susu
fermentasi
seperti
yogurt.
Kesadaran
produsen
mengaplikasikan praktik higiene dan sanitasi yang masih rendah menyebabkan
kekhawatiran terhadap produk yang dihasilkan tidak terjamin kemanannya untuk
dikonsumsi. Pada proses fermentasi, produsen hanya mengandalkan asam-asam
organik yang diproduksi selama fermentasi untuk mampu menghambat
pertumbuhan bakteri patogen melalui penurunan pH.
Proses pembuatan susu fermentasi seperti yoghurt dan kefir meliputi
persiapan kultur starter, pemanasan susu, inkubasi, proses pendinginan dan
pengemasan. Tahapan proses tersebut memungkinan terjadinya kontaminasi
dengan bakteri patogen bila tidak dilakukan aplikasi sanitasi dan higiene yang
baik dan benar. Pekerja dapat merupakan salah satu sumber kontaminasi pada
proses produksi susu fermentasi. Salah satu bakteri patogen yang dapat
mengkontaminasi susu adalah Staphylococcus aureus yang banyak terdapat pada
bagian kulit manusia, sehingga kebersihan pekerja harus sangat diperhatikan.
Tingkat ketahanan hidup bakteri patogen selama proses penyimpanan pada
berbagai susu fermentasi yang berbeda (yogurt dan kefir), menunjukkan pada
tingkat keamanan mikrobiologis produk tersebut. Produk-produk susu fermentasi
selama ini dianggap secara intrinsik telah aman untuk dikonsumsi karena secara
alami telah mengandung asam-asam organik.
Kotaminasi pada proses fermentasi dapat terjadi sebelum (pra), selama,
atau setelah proses fermentasi. Kondisi bahan baku yang diterima merupakan
salah satu titik kritis keamanan pangan produk susu fermentasi. Kontaminasi pra
fermentasi menarik untuk diteliti karena pada saat yang bersamaan kualitas starter
harus mampu menghasilkan produk dan menghambat bakteri patogen.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antagonisme kultur
starter yang digunakan untuk pembuatan yogurt, yogurt probiotik dan kefir
terhadap ketahanan hidup bakteri patogen pencemar, yaitu Staphylococcus aureus
selama proses penyimpanan dingin.
TINJAUAN PUSTAKA
Susu Fermentasi
Pada standar CODEX No. 243 (CODEX, 2003) susu fermentasi
didefinisikan sebagai produk susu yang dihasilkan dengan cara memfermentasi
susu (susu yang digunakan dimungkinkan berasal dari bahan-bahan asal susu
dengan atau tanpa modifikasi komposisi) oleh aktivitas mikroorganisme yang
cocok dan menghasilkan penurunan pH dengan atau tanpa koagulasi (presipitasi
isoelektrik). Secara umum, jenis susu fermentasi dibedakan berdasarkan metode
fermentasi atau prosesnya, yang terkait dengan mikroba yang terlibat didalamnya.
Tiap jenis susu fermentasi melibatkan mikroba spesifik, namun demikian terdapat
kesamaan yang kuat dalam teknologi produksi yang digunakannya. Fermentasi
susu secara umum melibatkan metabolisme laktosa, disakarida dalam susu
menjadi asam laktat, oleh bakteri asam laktat terutama Lactococci dan
Lactobacilli (Surono, 2004).
Surono (2004) menjelaskan dalam memproduksi susu fermentasi yang
baik perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: susu segar bermutu tinggi, rendah
kandungan cemaran bakterinya, dipasteurisasi dengan tepat, menggunakan kultur
bibit (starter) yang aktif dan tepat, pendinginan yang cepat dan sanitasi yang baik.
Seleksi kultur starter dan kondisi fermentasi memegang peranan penting dalam
proses susu fermentasi. Kavas et al., (2003) menyatakan bahwa yogurt memiliki
komposisi yang lebih kaya daripada susu disebabkan oleh kondisi produksi dan
zat-zat yang terkandung dengan kombinasinya yang ada di dalam yogurt
dibandingkan dalam susu sebagai akibat dari proses fermentasi. Proses fermentasi
menyebabkan
kandungan nutrisi dalam yogurt meningkat dan lebih mudah
dicerna. Selain itu,
yogurt mengandung bakteri yang menguntungkan bagi
kesehatan konsumennya.
Susu segar yang diolah dengan teknik fermentasi atau pemberian kultur
mikroba maka syarat-syarat berikut harus dipenuhi agar dapat disebut susu
fermentasi: (1) penggunaan mikroorganisme yang terpilih, non patogenik dan non
toksigenik; (2) derajat keasaman minimum yang harus dipenuhi adalah 0,6% total
asam yang dinyatakan dalam asam laktat diakhir proses fermentasi (setara dengan
nilai pH sekitar 4,6 – 4,7); (3) viable cell count (jumlah sel yang hidup) yang
terkandung dalam produk susu fermentasi setelah proses fermentasi selesai
setidaknya harus mengandung 108-109 koloni/ml produk. Mikroba yang hidup
tersebut harus merupakan spesies mikroba yang digunakan sebagai kultur starter
dan disebutkan dalam label kemasan. Pada saat produk dikonsumsi jumlah sel
hidup yang terkandung setidaknya harus berjumlah 107 koloni/ml (Kurmann et
al.,1992).
Proses Fermentasi
Fermentasi susu didefinisikan sebagai modifikasi yang terjadi pada sifat
fisik, kimia atau fisiko kimia susu yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme
atau enzim yang dihasilkan. Proses fermentasi pada susu tidak hanya berperan
dalam menghasilkan flavor yang disukai dan tekstur produk, tetapi juga dapat
menyebabkan kerusakan dan degradasi produk. Fermentasi yang diinginkan dapat
dapat dipastikan berlangsung bila digunakan kultur mikroba dengan sifat-sifat
yang diketahui, ditambahkan ke dalam substrat susu atau produk susu (Frank dan
Marth, 1988).
Secara biokimia, fermentasi adalah sebuah proses metabolis
dengannya karbohidrat dan senyawa lainnya yang berkaitan dioksidasi secara
parsial dengan melepaskan energi tanpa keberadaan akseptor elektron eksternal.
Akseptor elektron final adalah senyawa-senyawa organik yang diproduksi secara
langsung dari pemecahan karbohidrat (Jay et al., 2005). Fermentasi ini bertujuan
agar susu tidak cepat membusuk dan menghasilkan produk susu dengan
karakteristik rasa, aroma, tekstur dan lain-lain yang dinginkan, disamping itu
untuk menghindari atau mencegah hal-hal yang tidak menguntungkan bagi
kesehatan (Hanlin dan Evancho, 1992).
Di alam terdapat banyak mikroorganisme yang dapat memetabolisme
berbagai jenis karbohidrat. Bakteri asam laktat (BAL) telah digunakan oleh
manusia untuk memfermentasi produk-produk pangan dan pakan sejak lama pada
masa-masa awal peradaban manusia. Sampai saat ini aplikasi utamanya masih
dalam industri pakan dan pangan misalnya dalam produksi produk olahan susu,
daging dan anggur (wine). BAL memfermentasi gula melalui jalur yang berbeda
sehingga menghasilkan fermentasi homo-, hetero-, atau campuran (Gambar 3)
(Hofvendahl dan Haegerdal, 2000).
Gambar 1. Jalur Katabolis dalam BAL (A) Homofermentasi, (B) Heterofermentasi
dan (C) Fermentasi campuran (asam) [mixed acid]. P = phosphate, BP
= bisphosphate, LDH = lactate dehydrogenase, PFL = pyruvate
formate lyase, dan PDH = pyruvate dehydrogenase (Hofvendahl dan
Haegerdal, 2000).
Homofermentasi hanya menghasilkan asam laktat (AL) sebagai produk
akhir metabolisme glukosa dalam proses ini digunakan jalur Embden–Meyerhof–
Parnas (Gambar 1A). Proses heterofermentasi AL, karbondioksida dan etanol
diproduksi dalam jumlah molar yang seimbang melalui jalur fosfoketolase. Rasio
etanol dan asetat yang terbentuk tergantung dari potensi oksidasi dan reduksi dari
sistem yang ada, jalur ini digunakan oleh heterofermentor fakultatif Lb. casei
(Gambar 1B) (Hofvendahl dam Haegerdal, 2000).
Fermentasi asam campuran dibentuk oleh homofermentor seperti
laktokokus pada saat ketersediaan glukosa kurang/sedikit, dan pada saat
pertumbuhan dalam gula-gula lain misalnya Lc. lactis pada maltosa, laktosa dan
galaktosa atau pada saat peningkatan pH dan penurunan temperatur. Etanol, asam
asetat dan format dibentuk sebagai tambahan terhadap AL. Jalur yang digunakan
adalah homofermentatif, namun perbedaannya adalah dalam metabolisme piruvat,
dalam hal ini selain menghasilkan AL, juga dibentuk asam format dan acetyl-CoA
oleh pyruvate formate lyase (PFL) (Gambar 1C). Jika terdapat oksigen, PFL
menjadi inaktif dan sebagai alternative jalur metabolisme piruvat menjadi aktif
melalui
pyruvate
dehydrogenase
(PDH),
yang
menghasilkan
produksi
karbondioksida, acetyl-CoA dan NADH. BAL juga mampu membentuk produkproduk lain seperti flavor mis. diacetyl dan acetoin juga bakteriosin (Hofvendahl
dan Haegerdal, 2000). Efisiensi fermentasi asam laktat dipengaruhi oleh beberapa
faktor, yaitu mikroorganisme yang digunakan, sumber karbon, sumber nitrogen,
teknik/modus fermentasi, imobilisasi dan resirkulasi sel, pH dan suhu
(Hofvendahl dan Haegerdal, 2000).
Produk-produk Susu Fermentasi
Menurut standar CODEX No. 243 (CODEX, 2003), yogurt didefinisikan
sebagai produk susu fermentasi yang merupakan hasil kultur simbiotik antara
Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
Standar yang sama mendefinisikan kefir sebagai produk susu fermentasi yang
menggunakan kultur starter berupa kefir grains (biji kefir), biji kefir ini
mengandung Lactobacillus kefiri, spesies dari genus Leuconostoc, Lactococcus
dan Acetobacter yang tumbuh dengan hubungan yang spesifik dan kuat, biji kefir
juga mengandung khamir yang dapat memfermentasi laktosa (Kluyveromyces
marxianus) maupun yang tidak dapat memfermentasi laktosa (Saccharomyces
unisporus, Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyces exiguus).
Yogurt
Yogurt merupakan susu asam yang dihasilkan dari fermentasi susu oleh
campuran bakteri asam laktat termophilik yaitu Streptococcus thermophilus dan
Lactobacillus bulgaricus (Botazzi, 1983). Yogurt adalah koagulum susu yang
dihasilkan oleh fermentasi asam laktat yang merupakan aktivitas dari
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus yang juga disebut
starter yoghurt dengan perbandingan 1:1 (Orihara et al., 1992; Jay et al., 2005).
Bakteri yogurt Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (Lb) dan
Streptococcus thermophilus (St) secara alami terdapat dalam susu atau sengaja
ditambahkan sebagai kultur starter sebanyak 2 - 5% dengan perbandingan 1:1.
Suhu fermentasi optimum adalah 42-450C selama 3 – 6 jam hingga dicapai pH 4,4
dengan kadar asam tertitrasi mencapai 0,9 – 1,2% (Surono, 2004).
Yogurt berdasarkan flavornya dibedakan menjadi plain yoghurt, flavor
yoghurt, dan fruit yoghurt. Plain yoghurt yaitu yogurt yang tidak ditambahkan
flavor lain, flavor yoghurt yaitu yogurt dengan penambahan flavor sintetik dan zat
pewarna, sedangkan fruit yoghurt yaitu yogurt yang ditambahkan buah-buahan
atau bahan pemanis. Selain itu yogurt juga dapat dibedakan menjadi tiga tipe,
yaitu set yoghurt, stirred yoghurt dan fluid yoghurt (Robinson dan Tamime,
1981).
Kefir
Kefir merupakan produk fermentasi susu yang mengandung 0,5 – 1,0
persen alkohol dan 0,9 – 1,1 persen asam laktat. Produk ini sangat populer di Uni
Soviet, rata-rata data konsumsi kefir sebanyak 4,5 kg per kapita per tahun
(Rahman et al., 1992). Kefir adalah minuman susu fermentasi yang kental, sedikit
berkarbonasi dan mengandung alkohol dalam jumlah yang kecil, produk ini
diyakini berasal dari pegunungan Kaukasia di wilayah bekas Uni Soviet. Kefir
juga diproduksi dengan berbagai variasi nama seperti kephir, kiaphur, kefer,
knapon, kepi dan kippi. Sampai saat ini belum dapat dipastikan apakah semua
kefir berasal dari kultur starter yang sama pada awalnya, hal ini disebabkan oleh
berbedanya hasil analisis mikroba terhadap kefir yang diambil dari berbagai
tempat (Farnworth, 2005).
Produk susu fermentasi ini diproduksi dengan menggunakan kultur starter
yang sering disebut sebagai ”biji kefir” (kefir grain) yang mengandung antara lain
L. lactis, L. bulgaricus dan khamir/ragi yang dapat memfermentasi laktosa.
Produksi asam dikontrol oleh bakteri, sedangkan khamir memproduksi alkohol.
Konsentrasi akhir dari asam laktat dan alkohol diperkirakan maksimum 1% (Jay et
al., 2005).
Biji kefir berwarna putih kekuningan dan tidak dapat larut dalam air
maupun beberapa pelarut lainnya. Bila biji kefir dimasukkan dalam susu maka biji
kefir tersebut akan mengembang karena menyerap air dan warnanya berubah
menjadi putih. Biji kefir mengandung 24 persen polisakarida yang bersifat lengket
(antara lain mengandung amilopektin). Pada biji kefir terdapat simbiotik
mikroflora yaitu khamir (Saccharomyces kefir dan Torula kefir), Lactobacili
(Lactobacillus caucasicus), Leuconostocs serta Streptococci laktat (Rahman et al.,
1992). Farnworth (2005) juga menyatakan bahwa “biji kefir” berbentuk seperti
sekumpulan kembang kol kecil, ukurannya panjangnya sekitar 1-3 cm, berbentuk
bulat-bulat (lobus) tidak beraturan dengan warna putih atau putih kekuningan dan
memiliki tekstur yang berlendir tapi kenyal. Biji kefir ini harus dipelihara agar
tetap hidup dan tumbuh dengan cara mentransfernya kedalam susu segar setiap
hari dan membiarkan mereka tumbuh sekitar 20 jam, selama waktu tersebut massa
biji kefir akan berkembang 25% lebih banyak.
Gambar 2. Biji Kefir (Farnworth, 2005)
Gambar 3. Elektron Mikrograf dari Biji Kefir (Farnworth, 2005)
Rasa, kekentalan (viscosity) dan komposisi mikrobial serta kimia dari
produk akhir kefir dapat dipengaruhi oleh ukuran inokulum yang ditambahkan
kedalam susu, terjadinya agitasi selama proses fermentasi, laju, temperatur dan
lama pendinginan dan pematangan setelah fermentasi. Kefir alami memiliki cita
rasa khamir dan menyegarkan serta terdapat kondisi yang segar tatkala dirasakan
di mulut. Prosedur pembuatan kefir modern menghasilkan level etanol dalam
produk akhir sekitar 0,01–0,1%, jumlah etanol dan CO2 yang dihasilkan selama
fermentasi kefir tergantung kepada kondisi produksi yang digunakan (Farnworth,
2005).
Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi
Bakteri asam laktat (BAL) terdiri atas beberapa genus bakteri dalam
phylum Firmicutes. Genus Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus,
Lactococcus,
Lactosphaera,
Leuconostoc,
Melissococcus,
Oenococcus,
Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus dan Weissella dikenal
sebagai BAL. Bakteri Gram positif penghasil asam laktat yang termasuk filum
Actinobacteria
adalah
genus
seperti
Aerococcus,
Microbacterium,
dan
Propionibacterium serta Bifidobacterium. Anggota BAL berbagai karakteristik
sebagai bakteri Gram positif yang memfermentasi karbohidrat menjadi energi dan
asam laktat. BAL juga memproduksi senyawa-senyawa organik kecil yang dapat
memberikan aroma dan flavor dari produk fermentasi (Beasley, 2004). Bakteri
asam laktat umumnya ada pada lingkungan yang kaya akan nutrisi seperti produk
susu, tumbuh-tumbuhan, dan beberapa jenis BAL hidup pada bagian mulut,
saluran pencernaan, dan alat kelamin mamalia (Priest dan Campbell, 1996).
Berbagai spesies bakteri asam laktat kini telah diaplikasikan dalam produk
susu fermentasi (Tabel 1). Spesies bakteri asam laktat bersama bifidobakteria
merupakan mikroorganisme yang paling banyak dikembangkan sebagai kultur
probiotik terutama yang berupa bahan pangan.
Sifat Antagonistik Bakteri Asam Laktat dan Metabolitnya
Pengaruh antimikrobial dari bakteri asam laktat telah digunakan oleh
manusia
selama
lebih
dari
10.000
tahun,
dengannya
manusia
dapat
memperpanjang masa simpan bahan pangan melalui proses fermentasi. Bakteri
asam laktat mengeluarkan aktivitas antagonistik yang kuat terhadap berbagai
mikroorganisme termasuk bakteri pembusuk dan patogen pada makanan
(Savadogo et al., 2004).
Tabel 1.
Beberapa Bakteri Asam Laktat yang Sering Digunakan dalam
Produk Susu Fermentasi
Bakteri
Produk
Manfaat
Lactobacillus thermofil
homofermentatif
Yogurt, keju Swiss dan Menghasilkan
L. delbruekii ssp. bulgaricus
Italia, mentega susu
asetaldehida
Potensi kesehatan
L. delbruekii ssp. lactis
L. delbruekii ssp. delbruekii
Susu acidophilus,
Potensi kesehatan
L. acidophilus
minuman yogurt, mirumiru, kefir, koumis
Kefir, minuman yogurt
L. helveticus
L. helveticus ssp. juguri
Yogurt
L. fermentum
Lactobacillus mesofil
heterofermentatif
Yakult, minuman
Potensi kesehatan
L. casei ssp. casei
yogurt, miru-miru,
L. casei ssp. pseudoplantarum kefir
L. casei
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
SKRIPSI
ANNISA PARAMITA
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
RINGKASAN
ANNISA PARAMITA. D14204059. 2008. Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama
Penyimpanan Dingin. Skripsi. Program Studi Teknologi Hasil Ternak, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA.
Pembimbing Anggota : Epi Taufik, S.Pt., MVPH
Fermentasi telah lama digunakan sebagai mekanisme utama dalam proses
pengawetan dan peningkatan keamanan produk susu. Oleh karena itu kualitas
kultur starter yang digunakan dalam produk susu fermentasi memiliki peranan
yang sangat penting. Disatu sisi produk susu fermentasi umumnya dianggap
sebagai produk yang aman untuk dikonsumsi, disisi lain kontaminasi bakteri
patogen ke dalam susu dapat terjadi pada saat pemerahan, selama penanganan
atau pada proses produksi. Dengan demikian kajian tentang ketahanan hidup agen
kontaminasi atau kontaminan terhadap aktivitas kultur starter yang digunakan
pada proses pembuatan susu fermentasi menjadi menarik untuk dipelajari.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aktivitas antagonistik kultur
starter yogurt dan kefir terhadap ketahanan hidup Staphylococcus aureus selama
penyimpanan dingin. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2007
hingga Januari 2008 di Laboratorium Mikrobiologi Bagian Ilmu produksi Ternak
Perah, Fakultas Peternakan IPB serta Laboratorium Diagnostik Bagian
Mikrobiologi Medik, Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesehatan
Masyarakat Veteriner, Fakultas Kedokteran Hewan IPB. Penelitian ini dilakukan
dengan menambahkan isolat bakteri patogen Staphylococcus aureus (SA) asal
susu kambing perah dan kultur starter yogurt (Yogurt (YT+SA) = Streptococcus
thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Yogurt Probiotik (YP+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB) +
Bifidobacterium longum (BL)) dan kefir (Kefir (KF+SA) = kultur starter biji
kefir) ke dalam susu yang steril dan diinkubasi pada suhu 37°C untuk yogurt dan
28°C±1 untuk kefir selama 24 jam. Setelah inkubasi, produk disimpan dalam
refrigerator (5±2°C) selama 11 hari.
Peubah yang diamati dalam penelitian ini adalah nilai pH, Total Asam
Tertitrasi (TAT), jumlah populasi bakteri asam laktat (BAL) dan jumlah populasi
bakteri patogen SA. Peubah-peubah tersebut diukur setiap hari selama 11 hari
penyimpanan dingin. Jumlah SA pada YP+SA dan KF+SA berbeda nyata
(P0,05). Kultur starter YT+SA dan
YP+SA lebih mampu dalam menghambat pertumbuhan SA dibandingkan
KF+SA, tetapi jumlah populasi SA masih di atas 107 cfu/ml pada akhir
penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa susu fermentasi (YT+SA, YP+SA, dan
KF+SA) yang selama ini dianggap aman dapat menjadi resiko bagi kesehatan
konsumen jika terjadi rekontaminasi Staphylococcus aureus dalam jumlah tinggi
setelah proses pasteurisasi (bahan baku, peralatan, pekerja, dan saat proses
produksi) karena SA dapat menghasilkan toksin ketika populasinya mencapai
lebih dari 106 cfu/ml.
Kata-kata kunci : susu fermentasi, bakteri asam laktat, Staphylococcus aureus,
penyimpanan dingin
ABSTRACT
The Antagonistic Activity of Yoghurt and Kefir Starter Culture
toward Staphylococcus aureus during Cold Storage
Paramita, A., R.R.A. Maheswari, dan E. Taufik
Fermentation has been used as primary mechanism in preserving and
increasing safety of milk products. Consequently, fermented milk products are
generally considered as safe product. The contamination of pathogenic bacteria
into the milk may occur in the farm or during handling and processing of the milk
products. The contamination source might be originated from the environment,
mammary gland, utensils, and workers. Thus, the quality of starter culture which
is used in the production of fermented milk play an important role. Therefore the
objective of this experiment is to study the antagonistic activity of yoghurt and
kefir starter culture on the survival of Staphylococcus aureus (S. aureus) during
cold storage. This experiment was done by addition of Staphylococcus aureus
isolated from goat milk and starter culture of yoghurt (Yoghurt (YT+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Probiotic
Yoghurt (YP+SA) = Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus
(LB) + Bifidobacterium longum (BL)) and kefir (Kefir (KF+SA) = kefir grain))
into sterile milk and incubated it at 37ºC for yoghurt and 28±1ºC for kefir within
24 hours. The product was then stored in the refrigerator (5±2ºC) for 11 days. The
enumeration of total lactic acid bacteria and total Staphylococcus as well as pH
and titratable acidity values were carried out every two days during cold storage.
The results showed that yoghurt starter culture can inhibit the growth of SA
5,82% respectively at the end of cold storage, however the population of SA still
above 107 cfu/ml. The result of this experiment was also proved that high level
post fermentation contamination of SA in fermented milk posses high risk of
foodborne disease to the consumer.
Keywords: fermented milk, lactic acid bacteria, Staphylococcus aureus,
cold storage
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
Oleh
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan
Komisi Ujian Lisan pada tanggal 17 Juli 2008
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota
Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA
NIP. 131 671 595
Epi Taufik S.Pt., MVPH
NIP. 132 258 289
Dekan Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Luki Abdullah, M.Sc. Agr
NIP. 131 955 531
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Agustus 1986 di Jakarta. Penulis
merupakan anak bungsu dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Ir.
Mochammad Yusuf dan Ibu Dra. Hermini Setyowati M.M.
Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Tugu Ibu
Depok pada tahun 1992 dan pendidikan dasar di SD Tugu Ibu Depok pada tahun
1998. Pendidikan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2001 di SLTPN 3
Depok dan dilanjutkan ke pendidikan menengah atas di SMAN 2 Depok yang
diselesaikan pada tahun 2004. Penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi
Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor melalui
jalur Ujian Seleksi Mahasiswa Baru (USMI) pada tahun 2004.
Selama mengikuti pendidikan penulis aktif mengikuti stadium general dan
menjadi anggota panitia pada berbagai acara kegiatan kemahasiswaan. Sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) pada Fakultas Peternakan,
penulis menyelesaikan skripsinya dengan judul Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama Proses
Penyimpanan Dingin.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Skripsi berjudul ”Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus
aureus selama Proses Penyimpanan Dingin” ini dibuat sebagai salah satu syarat
kelulusan untuk mendapatkan gelar Sarjana Peternakan di Fakultas Peternakan,
Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antagonisme kultur
starter yang digunakan untuk membuat yoghurt dan kefir terhadap ketahanan
hidup bakteri patogen, yaitu Staphylococcus aureus selama proses penyimpanan
dingin. Meningkatnya minat konsumen terhadap produk olahan susu seperti susu
pasteurisasi atau susu fermentasi mendorong unit-unit rumah tangga untuk
memproduksi dan memasarkan produk olahan susu tersebut langsung kepada
masyarakat. Selama ini produk susu fermentasi dianggap aman tetapi karena
bahan baku yang digunakan dan proses pengolahan susu fermentasi tersebut
kurang sanitasinya maka produk susu fermentasi tersebut diragukan keamanannya
untuk dikonsumsi. Staphylococcus aureus merupakan salah satu bakteri patogen
yang sering kali mengkontaminasi susu dikarenakan kurangnya aplikasi sanitasi
dan higiene pekerja pada industri pengolahan susu. Fermentasi diharapkan mampu
menjadi salah satu cara untuk mengurangi jumlah mikroorganisme patogen yang
terkandung pada susu dan produk olahannya sehingga dapat meningkatkan
keamanan mikrobiologis serta dapat meningkatkan masa simpan produk.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan
dan jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun guna
memperbaiki skripsi ini sangat diperlukan bagi penulis. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat dalam penyelesaian
sktipsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
Bogor, Juni 2008
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN ....................................................................................................... ii
ABSTRACT.......................................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iv
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. v
RIWAYAT HIDUP............................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ..........................................................................................vii
DAFTAR ISI........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................... xi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang .......................................................................................... 1
Tujuan ....................................................................................................... 2
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 3
Susu Fermentasi ........................................................................................ 3
Proses Fermentasi...................................................................................... 4
Produk Susu Fermentasi............................................................................ 6
Yogurt ........................................................................................... 6
Kefir .............................................................................................. 7
Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi............................. 9
Sifat Antagonistik Bakteri Asam Laktat dan Metabolitnya ...................... 9
Prevalensi Bakteri Staphylococcus aureus dalam Susu ............................11
Pemanfaatan Sifat Antagonisme Bakteri Asam Laktat dan
Metabolitnya dalam Peningkatan Masa Simpan dan Keamanan
Mikrobiologis Bahan Pangan ..................................................................12
Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus aureus dalam Interaksinya
dengan Bakteri Asam Laktat dalam Susu atau Produk Olahannya...........12
METODE ..............................................................................................................14
Lokasi dan Waktu .....................................................................................14
Materi ........................................................................................................14
Bahan ............................................................................................14
Alat................................................................................................14
Rancangan .................................................................................................15
Prosedur ....................................................................................................16
Persiapan Bakteri Uji ....................................................................16
Pembuatan Susu Fermentasi .........................................................17
Pembuatan Yogurt.............................................................17
Pembuatan Kefir ...............................................................17
Cara Pengambilan Contoh.............................................................17
Peubah yang Diamati ....................................................................18
Pengukuran pH..................................................................18
Pengukuran Total Asam Tertitrasi (TAT).........................18
Analisis Mikrobiologis......................................................20
a. Jumlah Populasi BAL..............................................20
b. Jumlah Populasi SA ................................................21
HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................................22
Nilai pH.....................................................................................................22
Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT)............................................................24
Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) .......................................................25
Populasi BAL pada Perlakuan dan Kontrol Kultur Starter ...........27
Populasi Staphylococcus aureus (SA) ......................................................29
KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................32
Kesimpulan ...............................................................................................32
Saran..........................................................................................................32
UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................34
LAMPIRAN..........................................................................................................38
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1.
Halaman
Jalur Katabolis dalam BAL (Hofvendahl dan Haegerdal, 2000) ......
5
..................................................................................................
2.
Biji Kefir (Farnworth, 2005) .............................................................
8
3.
Elektron Mikrograf dari Biji Kefir (Farnworth, 2005)......................
8
4.
Gambaran Umum Pembuatan Produk Susu Fermentasi dan Analisis
Sampel............................................................................................... 19
5.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) ........ 20
6.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Staphylococcus aureus (SA) ....... 21
7.
Grafik Rataan Nilai pH pada Perlakuan dan Kontrol selama Proses
Penyimpanan Dingin......................................................................... 22
8.
Grafik Rataan Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT) pada Perlakuan dan
Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin.................................... 24
9.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
selama Proses Penyimpanan Dingin ................................................. 26
10.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYT selama Proses Penyimpanan Dingin ................................. 27
11.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYP selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
12.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KKF selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
13.
Grafik Rataan Populasi Staphylococcus aureus (SA) pada Perlakuan
dan Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin ............................. 30
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
SKRIPSI
ANNISA PARAMITA
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
RINGKASAN
ANNISA PARAMITA. D14204059. 2008. Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama
Penyimpanan Dingin. Skripsi. Program Studi Teknologi Hasil Ternak, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA.
Pembimbing Anggota : Epi Taufik, S.Pt., MVPH
Fermentasi telah lama digunakan sebagai mekanisme utama dalam proses
pengawetan dan peningkatan keamanan produk susu. Oleh karena itu kualitas
kultur starter yang digunakan dalam produk susu fermentasi memiliki peranan
yang sangat penting. Disatu sisi produk susu fermentasi umumnya dianggap
sebagai produk yang aman untuk dikonsumsi, disisi lain kontaminasi bakteri
patogen ke dalam susu dapat terjadi pada saat pemerahan, selama penanganan
atau pada proses produksi. Dengan demikian kajian tentang ketahanan hidup agen
kontaminasi atau kontaminan terhadap aktivitas kultur starter yang digunakan
pada proses pembuatan susu fermentasi menjadi menarik untuk dipelajari.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aktivitas antagonistik kultur
starter yogurt dan kefir terhadap ketahanan hidup Staphylococcus aureus selama
penyimpanan dingin. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2007
hingga Januari 2008 di Laboratorium Mikrobiologi Bagian Ilmu produksi Ternak
Perah, Fakultas Peternakan IPB serta Laboratorium Diagnostik Bagian
Mikrobiologi Medik, Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesehatan
Masyarakat Veteriner, Fakultas Kedokteran Hewan IPB. Penelitian ini dilakukan
dengan menambahkan isolat bakteri patogen Staphylococcus aureus (SA) asal
susu kambing perah dan kultur starter yogurt (Yogurt (YT+SA) = Streptococcus
thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Yogurt Probiotik (YP+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB) +
Bifidobacterium longum (BL)) dan kefir (Kefir (KF+SA) = kultur starter biji
kefir) ke dalam susu yang steril dan diinkubasi pada suhu 37°C untuk yogurt dan
28°C±1 untuk kefir selama 24 jam. Setelah inkubasi, produk disimpan dalam
refrigerator (5±2°C) selama 11 hari.
Peubah yang diamati dalam penelitian ini adalah nilai pH, Total Asam
Tertitrasi (TAT), jumlah populasi bakteri asam laktat (BAL) dan jumlah populasi
bakteri patogen SA. Peubah-peubah tersebut diukur setiap hari selama 11 hari
penyimpanan dingin. Jumlah SA pada YP+SA dan KF+SA berbeda nyata
(P0,05). Kultur starter YT+SA dan
YP+SA lebih mampu dalam menghambat pertumbuhan SA dibandingkan
KF+SA, tetapi jumlah populasi SA masih di atas 107 cfu/ml pada akhir
penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa susu fermentasi (YT+SA, YP+SA, dan
KF+SA) yang selama ini dianggap aman dapat menjadi resiko bagi kesehatan
konsumen jika terjadi rekontaminasi Staphylococcus aureus dalam jumlah tinggi
setelah proses pasteurisasi (bahan baku, peralatan, pekerja, dan saat proses
produksi) karena SA dapat menghasilkan toksin ketika populasinya mencapai
lebih dari 106 cfu/ml.
Kata-kata kunci : susu fermentasi, bakteri asam laktat, Staphylococcus aureus,
penyimpanan dingin
ABSTRACT
The Antagonistic Activity of Yoghurt and Kefir Starter Culture
toward Staphylococcus aureus during Cold Storage
Paramita, A., R.R.A. Maheswari, dan E. Taufik
Fermentation has been used as primary mechanism in preserving and
increasing safety of milk products. Consequently, fermented milk products are
generally considered as safe product. The contamination of pathogenic bacteria
into the milk may occur in the farm or during handling and processing of the milk
products. The contamination source might be originated from the environment,
mammary gland, utensils, and workers. Thus, the quality of starter culture which
is used in the production of fermented milk play an important role. Therefore the
objective of this experiment is to study the antagonistic activity of yoghurt and
kefir starter culture on the survival of Staphylococcus aureus (S. aureus) during
cold storage. This experiment was done by addition of Staphylococcus aureus
isolated from goat milk and starter culture of yoghurt (Yoghurt (YT+SA) =
Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus (LB); Probiotic
Yoghurt (YP+SA) = Streptococcus thermophilus (ST) + Lactobacillus bulgaricus
(LB) + Bifidobacterium longum (BL)) and kefir (Kefir (KF+SA) = kefir grain))
into sterile milk and incubated it at 37ºC for yoghurt and 28±1ºC for kefir within
24 hours. The product was then stored in the refrigerator (5±2ºC) for 11 days. The
enumeration of total lactic acid bacteria and total Staphylococcus as well as pH
and titratable acidity values were carried out every two days during cold storage.
The results showed that yoghurt starter culture can inhibit the growth of SA
5,82% respectively at the end of cold storage, however the population of SA still
above 107 cfu/ml. The result of this experiment was also proved that high level
post fermentation contamination of SA in fermented milk posses high risk of
foodborne disease to the consumer.
Keywords: fermented milk, lactic acid bacteria, Staphylococcus aureus,
cold storage
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
AKTIVITAS ANTAGONISTIK KULTUR STARTER YOGURT
DAN KEFIR TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus
SELAMA PROSES PENYIMPANAN DINGIN
Oleh
ANNISA PARAMITA
D14204059
Skripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan
Komisi Ujian Lisan pada tanggal 17 Juli 2008
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota
Dr. Ir. Rarah R.A. Maheswari, DEA
NIP. 131 671 595
Epi Taufik S.Pt., MVPH
NIP. 132 258 289
Dekan Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Luki Abdullah, M.Sc. Agr
NIP. 131 955 531
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Agustus 1986 di Jakarta. Penulis
merupakan anak bungsu dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Ir.
Mochammad Yusuf dan Ibu Dra. Hermini Setyowati M.M.
Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Tugu Ibu
Depok pada tahun 1992 dan pendidikan dasar di SD Tugu Ibu Depok pada tahun
1998. Pendidikan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2001 di SLTPN 3
Depok dan dilanjutkan ke pendidikan menengah atas di SMAN 2 Depok yang
diselesaikan pada tahun 2004. Penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi
Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor melalui
jalur Ujian Seleksi Mahasiswa Baru (USMI) pada tahun 2004.
Selama mengikuti pendidikan penulis aktif mengikuti stadium general dan
menjadi anggota panitia pada berbagai acara kegiatan kemahasiswaan. Sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) pada Fakultas Peternakan,
penulis menyelesaikan skripsinya dengan judul Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Bakteri Staphylococcus aureus selama Proses
Penyimpanan Dingin.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Skripsi berjudul ”Aktivitas Antagonistik Kultur
Starter Yogurt dan Kefir terhadap Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus
aureus selama Proses Penyimpanan Dingin” ini dibuat sebagai salah satu syarat
kelulusan untuk mendapatkan gelar Sarjana Peternakan di Fakultas Peternakan,
Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antagonisme kultur
starter yang digunakan untuk membuat yoghurt dan kefir terhadap ketahanan
hidup bakteri patogen, yaitu Staphylococcus aureus selama proses penyimpanan
dingin. Meningkatnya minat konsumen terhadap produk olahan susu seperti susu
pasteurisasi atau susu fermentasi mendorong unit-unit rumah tangga untuk
memproduksi dan memasarkan produk olahan susu tersebut langsung kepada
masyarakat. Selama ini produk susu fermentasi dianggap aman tetapi karena
bahan baku yang digunakan dan proses pengolahan susu fermentasi tersebut
kurang sanitasinya maka produk susu fermentasi tersebut diragukan keamanannya
untuk dikonsumsi. Staphylococcus aureus merupakan salah satu bakteri patogen
yang sering kali mengkontaminasi susu dikarenakan kurangnya aplikasi sanitasi
dan higiene pekerja pada industri pengolahan susu. Fermentasi diharapkan mampu
menjadi salah satu cara untuk mengurangi jumlah mikroorganisme patogen yang
terkandung pada susu dan produk olahannya sehingga dapat meningkatkan
keamanan mikrobiologis serta dapat meningkatkan masa simpan produk.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan
dan jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun guna
memperbaiki skripsi ini sangat diperlukan bagi penulis. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat dalam penyelesaian
sktipsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
Bogor, Juni 2008
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN ....................................................................................................... ii
ABSTRACT.......................................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iv
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. v
RIWAYAT HIDUP............................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ..........................................................................................vii
DAFTAR ISI........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................... xi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang .......................................................................................... 1
Tujuan ....................................................................................................... 2
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 3
Susu Fermentasi ........................................................................................ 3
Proses Fermentasi...................................................................................... 4
Produk Susu Fermentasi............................................................................ 6
Yogurt ........................................................................................... 6
Kefir .............................................................................................. 7
Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi............................. 9
Sifat Antagonistik Bakteri Asam Laktat dan Metabolitnya ...................... 9
Prevalensi Bakteri Staphylococcus aureus dalam Susu ............................11
Pemanfaatan Sifat Antagonisme Bakteri Asam Laktat dan
Metabolitnya dalam Peningkatan Masa Simpan dan Keamanan
Mikrobiologis Bahan Pangan ..................................................................12
Ketahanan Hidup Bakteri Staphylococcus aureus dalam Interaksinya
dengan Bakteri Asam Laktat dalam Susu atau Produk Olahannya...........12
METODE ..............................................................................................................14
Lokasi dan Waktu .....................................................................................14
Materi ........................................................................................................14
Bahan ............................................................................................14
Alat................................................................................................14
Rancangan .................................................................................................15
Prosedur ....................................................................................................16
Persiapan Bakteri Uji ....................................................................16
Pembuatan Susu Fermentasi .........................................................17
Pembuatan Yogurt.............................................................17
Pembuatan Kefir ...............................................................17
Cara Pengambilan Contoh.............................................................17
Peubah yang Diamati ....................................................................18
Pengukuran pH..................................................................18
Pengukuran Total Asam Tertitrasi (TAT).........................18
Analisis Mikrobiologis......................................................20
a. Jumlah Populasi BAL..............................................20
b. Jumlah Populasi SA ................................................21
HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................................22
Nilai pH.....................................................................................................22
Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT)............................................................24
Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) .......................................................25
Populasi BAL pada Perlakuan dan Kontrol Kultur Starter ...........27
Populasi Staphylococcus aureus (SA) ......................................................29
KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................32
Kesimpulan ...............................................................................................32
Saran..........................................................................................................32
UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................34
LAMPIRAN..........................................................................................................38
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1.
Halaman
Jalur Katabolis dalam BAL (Hofvendahl dan Haegerdal, 2000) ......
5
..................................................................................................
2.
Biji Kefir (Farnworth, 2005) .............................................................
8
3.
Elektron Mikrograf dari Biji Kefir (Farnworth, 2005)......................
8
4.
Gambaran Umum Pembuatan Produk Susu Fermentasi dan Analisis
Sampel............................................................................................... 19
5.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) ........ 20
6.
Bagan Alir Perhitungan Populasi Staphylococcus aureus (SA) ....... 21
7.
Grafik Rataan Nilai pH pada Perlakuan dan Kontrol selama Proses
Penyimpanan Dingin......................................................................... 22
8.
Grafik Rataan Nilai Total Asam Tertitrasi (TAT) pada Perlakuan dan
Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin.................................... 24
9.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
selama Proses Penyimpanan Dingin ................................................. 26
10.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYT selama Proses Penyimpanan Dingin ................................. 27
11.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KYP selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
12.
Grafik Rataan Populasi Bakteri Asam Laktat (BAL) pada Perlakuan
dan KKF selama Proses Penyimpanan Dingin.................................. 28
13.
Grafik Rataan Populasi Staphylococcus aureus (SA) pada Perlakuan
dan Kontrol selama Proses Penyimpanan Dingin ............................. 30
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Konsumsi susu di Indonesia masih rendah dibandingkan dengan Malaysia
dan Vietnam. Konsumsi susu di Indonesia pada tahun 2007 hanya sebesar 9 liter
per kapita pertahun. Jumlah ini berarti tidak sampai separo dari angka konsumsi
susu di Malaysia yang mencapai 25,4 liter per tahun. Angka konsumsi tersebut
juga masih di bawah negara tetangga lainnya, yakni Vietnam yang mencapai 10,7
liter per kapita per tahun. Pemerintah mengadakan program mengimpor sapi agar
produksi dan konsumsi susu di Indonesia meningkat. Pada perkembangannya,
minat masyarakat saat ini terhadap susu olahan baik berupa susu pasteurisasi
maupun fermentasi semakin meningkat. Hal ini ditujukan dengan semakin
beragamnya produk susu olahan yang beredar di masyarakat. Kendala kondisi
laktos intoleran menyebabkan konsumsi susu dalam bentuk cair kurang diminati,
sehingga bagi yang tetap ingin mengkonsumsi susu mengalihkan pilihannya pada
susu fermentasi.
Minat masyarakat yang cukup tinggi terhadap susu fermentasi
menyebabkan banyak industri atau usaha skala kecil atau rumah tangga
memproduksi
susu
fermentasi
seperti
yogurt.
Kesadaran
produsen
mengaplikasikan praktik higiene dan sanitasi yang masih rendah menyebabkan
kekhawatiran terhadap produk yang dihasilkan tidak terjamin kemanannya untuk
dikonsumsi. Pada proses fermentasi, produsen hanya mengandalkan asam-asam
organik yang diproduksi selama fermentasi untuk mampu menghambat
pertumbuhan bakteri patogen melalui penurunan pH.
Proses pembuatan susu fermentasi seperti yoghurt dan kefir meliputi
persiapan kultur starter, pemanasan susu, inkubasi, proses pendinginan dan
pengemasan. Tahapan proses tersebut memungkinan terjadinya kontaminasi
dengan bakteri patogen bila tidak dilakukan aplikasi sanitasi dan higiene yang
baik dan benar. Pekerja dapat merupakan salah satu sumber kontaminasi pada
proses produksi susu fermentasi. Salah satu bakteri patogen yang dapat
mengkontaminasi susu adalah Staphylococcus aureus yang banyak terdapat pada
bagian kulit manusia, sehingga kebersihan pekerja harus sangat diperhatikan.
Tingkat ketahanan hidup bakteri patogen selama proses penyimpanan pada
berbagai susu fermentasi yang berbeda (yogurt dan kefir), menunjukkan pada
tingkat keamanan mikrobiologis produk tersebut. Produk-produk susu fermentasi
selama ini dianggap secara intrinsik telah aman untuk dikonsumsi karena secara
alami telah mengandung asam-asam organik.
Kotaminasi pada proses fermentasi dapat terjadi sebelum (pra), selama,
atau setelah proses fermentasi. Kondisi bahan baku yang diterima merupakan
salah satu titik kritis keamanan pangan produk susu fermentasi. Kontaminasi pra
fermentasi menarik untuk diteliti karena pada saat yang bersamaan kualitas starter
harus mampu menghasilkan produk dan menghambat bakteri patogen.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antagonisme kultur
starter yang digunakan untuk pembuatan yogurt, yogurt probiotik dan kefir
terhadap ketahanan hidup bakteri patogen pencemar, yaitu Staphylococcus aureus
selama proses penyimpanan dingin.
TINJAUAN PUSTAKA
Susu Fermentasi
Pada standar CODEX No. 243 (CODEX, 2003) susu fermentasi
didefinisikan sebagai produk susu yang dihasilkan dengan cara memfermentasi
susu (susu yang digunakan dimungkinkan berasal dari bahan-bahan asal susu
dengan atau tanpa modifikasi komposisi) oleh aktivitas mikroorganisme yang
cocok dan menghasilkan penurunan pH dengan atau tanpa koagulasi (presipitasi
isoelektrik). Secara umum, jenis susu fermentasi dibedakan berdasarkan metode
fermentasi atau prosesnya, yang terkait dengan mikroba yang terlibat didalamnya.
Tiap jenis susu fermentasi melibatkan mikroba spesifik, namun demikian terdapat
kesamaan yang kuat dalam teknologi produksi yang digunakannya. Fermentasi
susu secara umum melibatkan metabolisme laktosa, disakarida dalam susu
menjadi asam laktat, oleh bakteri asam laktat terutama Lactococci dan
Lactobacilli (Surono, 2004).
Surono (2004) menjelaskan dalam memproduksi susu fermentasi yang
baik perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: susu segar bermutu tinggi, rendah
kandungan cemaran bakterinya, dipasteurisasi dengan tepat, menggunakan kultur
bibit (starter) yang aktif dan tepat, pendinginan yang cepat dan sanitasi yang baik.
Seleksi kultur starter dan kondisi fermentasi memegang peranan penting dalam
proses susu fermentasi. Kavas et al., (2003) menyatakan bahwa yogurt memiliki
komposisi yang lebih kaya daripada susu disebabkan oleh kondisi produksi dan
zat-zat yang terkandung dengan kombinasinya yang ada di dalam yogurt
dibandingkan dalam susu sebagai akibat dari proses fermentasi. Proses fermentasi
menyebabkan
kandungan nutrisi dalam yogurt meningkat dan lebih mudah
dicerna. Selain itu,
yogurt mengandung bakteri yang menguntungkan bagi
kesehatan konsumennya.
Susu segar yang diolah dengan teknik fermentasi atau pemberian kultur
mikroba maka syarat-syarat berikut harus dipenuhi agar dapat disebut susu
fermentasi: (1) penggunaan mikroorganisme yang terpilih, non patogenik dan non
toksigenik; (2) derajat keasaman minimum yang harus dipenuhi adalah 0,6% total
asam yang dinyatakan dalam asam laktat diakhir proses fermentasi (setara dengan
nilai pH sekitar 4,6 – 4,7); (3) viable cell count (jumlah sel yang hidup) yang
terkandung dalam produk susu fermentasi setelah proses fermentasi selesai
setidaknya harus mengandung 108-109 koloni/ml produk. Mikroba yang hidup
tersebut harus merupakan spesies mikroba yang digunakan sebagai kultur starter
dan disebutkan dalam label kemasan. Pada saat produk dikonsumsi jumlah sel
hidup yang terkandung setidaknya harus berjumlah 107 koloni/ml (Kurmann et
al.,1992).
Proses Fermentasi
Fermentasi susu didefinisikan sebagai modifikasi yang terjadi pada sifat
fisik, kimia atau fisiko kimia susu yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme
atau enzim yang dihasilkan. Proses fermentasi pada susu tidak hanya berperan
dalam menghasilkan flavor yang disukai dan tekstur produk, tetapi juga dapat
menyebabkan kerusakan dan degradasi produk. Fermentasi yang diinginkan dapat
dapat dipastikan berlangsung bila digunakan kultur mikroba dengan sifat-sifat
yang diketahui, ditambahkan ke dalam substrat susu atau produk susu (Frank dan
Marth, 1988).
Secara biokimia, fermentasi adalah sebuah proses metabolis
dengannya karbohidrat dan senyawa lainnya yang berkaitan dioksidasi secara
parsial dengan melepaskan energi tanpa keberadaan akseptor elektron eksternal.
Akseptor elektron final adalah senyawa-senyawa organik yang diproduksi secara
langsung dari pemecahan karbohidrat (Jay et al., 2005). Fermentasi ini bertujuan
agar susu tidak cepat membusuk dan menghasilkan produk susu dengan
karakteristik rasa, aroma, tekstur dan lain-lain yang dinginkan, disamping itu
untuk menghindari atau mencegah hal-hal yang tidak menguntungkan bagi
kesehatan (Hanlin dan Evancho, 1992).
Di alam terdapat banyak mikroorganisme yang dapat memetabolisme
berbagai jenis karbohidrat. Bakteri asam laktat (BAL) telah digunakan oleh
manusia untuk memfermentasi produk-produk pangan dan pakan sejak lama pada
masa-masa awal peradaban manusia. Sampai saat ini aplikasi utamanya masih
dalam industri pakan dan pangan misalnya dalam produksi produk olahan susu,
daging dan anggur (wine). BAL memfermentasi gula melalui jalur yang berbeda
sehingga menghasilkan fermentasi homo-, hetero-, atau campuran (Gambar 3)
(Hofvendahl dan Haegerdal, 2000).
Gambar 1. Jalur Katabolis dalam BAL (A) Homofermentasi, (B) Heterofermentasi
dan (C) Fermentasi campuran (asam) [mixed acid]. P = phosphate, BP
= bisphosphate, LDH = lactate dehydrogenase, PFL = pyruvate
formate lyase, dan PDH = pyruvate dehydrogenase (Hofvendahl dan
Haegerdal, 2000).
Homofermentasi hanya menghasilkan asam laktat (AL) sebagai produk
akhir metabolisme glukosa dalam proses ini digunakan jalur Embden–Meyerhof–
Parnas (Gambar 1A). Proses heterofermentasi AL, karbondioksida dan etanol
diproduksi dalam jumlah molar yang seimbang melalui jalur fosfoketolase. Rasio
etanol dan asetat yang terbentuk tergantung dari potensi oksidasi dan reduksi dari
sistem yang ada, jalur ini digunakan oleh heterofermentor fakultatif Lb. casei
(Gambar 1B) (Hofvendahl dam Haegerdal, 2000).
Fermentasi asam campuran dibentuk oleh homofermentor seperti
laktokokus pada saat ketersediaan glukosa kurang/sedikit, dan pada saat
pertumbuhan dalam gula-gula lain misalnya Lc. lactis pada maltosa, laktosa dan
galaktosa atau pada saat peningkatan pH dan penurunan temperatur. Etanol, asam
asetat dan format dibentuk sebagai tambahan terhadap AL. Jalur yang digunakan
adalah homofermentatif, namun perbedaannya adalah dalam metabolisme piruvat,
dalam hal ini selain menghasilkan AL, juga dibentuk asam format dan acetyl-CoA
oleh pyruvate formate lyase (PFL) (Gambar 1C). Jika terdapat oksigen, PFL
menjadi inaktif dan sebagai alternative jalur metabolisme piruvat menjadi aktif
melalui
pyruvate
dehydrogenase
(PDH),
yang
menghasilkan
produksi
karbondioksida, acetyl-CoA dan NADH. BAL juga mampu membentuk produkproduk lain seperti flavor mis. diacetyl dan acetoin juga bakteriosin (Hofvendahl
dan Haegerdal, 2000). Efisiensi fermentasi asam laktat dipengaruhi oleh beberapa
faktor, yaitu mikroorganisme yang digunakan, sumber karbon, sumber nitrogen,
teknik/modus fermentasi, imobilisasi dan resirkulasi sel, pH dan suhu
(Hofvendahl dan Haegerdal, 2000).
Produk-produk Susu Fermentasi
Menurut standar CODEX No. 243 (CODEX, 2003), yogurt didefinisikan
sebagai produk susu fermentasi yang merupakan hasil kultur simbiotik antara
Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
Standar yang sama mendefinisikan kefir sebagai produk susu fermentasi yang
menggunakan kultur starter berupa kefir grains (biji kefir), biji kefir ini
mengandung Lactobacillus kefiri, spesies dari genus Leuconostoc, Lactococcus
dan Acetobacter yang tumbuh dengan hubungan yang spesifik dan kuat, biji kefir
juga mengandung khamir yang dapat memfermentasi laktosa (Kluyveromyces
marxianus) maupun yang tidak dapat memfermentasi laktosa (Saccharomyces
unisporus, Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyces exiguus).
Yogurt
Yogurt merupakan susu asam yang dihasilkan dari fermentasi susu oleh
campuran bakteri asam laktat termophilik yaitu Streptococcus thermophilus dan
Lactobacillus bulgaricus (Botazzi, 1983). Yogurt adalah koagulum susu yang
dihasilkan oleh fermentasi asam laktat yang merupakan aktivitas dari
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus yang juga disebut
starter yoghurt dengan perbandingan 1:1 (Orihara et al., 1992; Jay et al., 2005).
Bakteri yogurt Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (Lb) dan
Streptococcus thermophilus (St) secara alami terdapat dalam susu atau sengaja
ditambahkan sebagai kultur starter sebanyak 2 - 5% dengan perbandingan 1:1.
Suhu fermentasi optimum adalah 42-450C selama 3 – 6 jam hingga dicapai pH 4,4
dengan kadar asam tertitrasi mencapai 0,9 – 1,2% (Surono, 2004).
Yogurt berdasarkan flavornya dibedakan menjadi plain yoghurt, flavor
yoghurt, dan fruit yoghurt. Plain yoghurt yaitu yogurt yang tidak ditambahkan
flavor lain, flavor yoghurt yaitu yogurt dengan penambahan flavor sintetik dan zat
pewarna, sedangkan fruit yoghurt yaitu yogurt yang ditambahkan buah-buahan
atau bahan pemanis. Selain itu yogurt juga dapat dibedakan menjadi tiga tipe,
yaitu set yoghurt, stirred yoghurt dan fluid yoghurt (Robinson dan Tamime,
1981).
Kefir
Kefir merupakan produk fermentasi susu yang mengandung 0,5 – 1,0
persen alkohol dan 0,9 – 1,1 persen asam laktat. Produk ini sangat populer di Uni
Soviet, rata-rata data konsumsi kefir sebanyak 4,5 kg per kapita per tahun
(Rahman et al., 1992). Kefir adalah minuman susu fermentasi yang kental, sedikit
berkarbonasi dan mengandung alkohol dalam jumlah yang kecil, produk ini
diyakini berasal dari pegunungan Kaukasia di wilayah bekas Uni Soviet. Kefir
juga diproduksi dengan berbagai variasi nama seperti kephir, kiaphur, kefer,
knapon, kepi dan kippi. Sampai saat ini belum dapat dipastikan apakah semua
kefir berasal dari kultur starter yang sama pada awalnya, hal ini disebabkan oleh
berbedanya hasil analisis mikroba terhadap kefir yang diambil dari berbagai
tempat (Farnworth, 2005).
Produk susu fermentasi ini diproduksi dengan menggunakan kultur starter
yang sering disebut sebagai ”biji kefir” (kefir grain) yang mengandung antara lain
L. lactis, L. bulgaricus dan khamir/ragi yang dapat memfermentasi laktosa.
Produksi asam dikontrol oleh bakteri, sedangkan khamir memproduksi alkohol.
Konsentrasi akhir dari asam laktat dan alkohol diperkirakan maksimum 1% (Jay et
al., 2005).
Biji kefir berwarna putih kekuningan dan tidak dapat larut dalam air
maupun beberapa pelarut lainnya. Bila biji kefir dimasukkan dalam susu maka biji
kefir tersebut akan mengembang karena menyerap air dan warnanya berubah
menjadi putih. Biji kefir mengandung 24 persen polisakarida yang bersifat lengket
(antara lain mengandung amilopektin). Pada biji kefir terdapat simbiotik
mikroflora yaitu khamir (Saccharomyces kefir dan Torula kefir), Lactobacili
(Lactobacillus caucasicus), Leuconostocs serta Streptococci laktat (Rahman et al.,
1992). Farnworth (2005) juga menyatakan bahwa “biji kefir” berbentuk seperti
sekumpulan kembang kol kecil, ukurannya panjangnya sekitar 1-3 cm, berbentuk
bulat-bulat (lobus) tidak beraturan dengan warna putih atau putih kekuningan dan
memiliki tekstur yang berlendir tapi kenyal. Biji kefir ini harus dipelihara agar
tetap hidup dan tumbuh dengan cara mentransfernya kedalam susu segar setiap
hari dan membiarkan mereka tumbuh sekitar 20 jam, selama waktu tersebut massa
biji kefir akan berkembang 25% lebih banyak.
Gambar 2. Biji Kefir (Farnworth, 2005)
Gambar 3. Elektron Mikrograf dari Biji Kefir (Farnworth, 2005)
Rasa, kekentalan (viscosity) dan komposisi mikrobial serta kimia dari
produk akhir kefir dapat dipengaruhi oleh ukuran inokulum yang ditambahkan
kedalam susu, terjadinya agitasi selama proses fermentasi, laju, temperatur dan
lama pendinginan dan pematangan setelah fermentasi. Kefir alami memiliki cita
rasa khamir dan menyegarkan serta terdapat kondisi yang segar tatkala dirasakan
di mulut. Prosedur pembuatan kefir modern menghasilkan level etanol dalam
produk akhir sekitar 0,01–0,1%, jumlah etanol dan CO2 yang dihasilkan selama
fermentasi kefir tergantung kepada kondisi produksi yang digunakan (Farnworth,
2005).
Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi
Bakteri asam laktat (BAL) terdiri atas beberapa genus bakteri dalam
phylum Firmicutes. Genus Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus,
Lactococcus,
Lactosphaera,
Leuconostoc,
Melissococcus,
Oenococcus,
Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus dan Weissella dikenal
sebagai BAL. Bakteri Gram positif penghasil asam laktat yang termasuk filum
Actinobacteria
adalah
genus
seperti
Aerococcus,
Microbacterium,
dan
Propionibacterium serta Bifidobacterium. Anggota BAL berbagai karakteristik
sebagai bakteri Gram positif yang memfermentasi karbohidrat menjadi energi dan
asam laktat. BAL juga memproduksi senyawa-senyawa organik kecil yang dapat
memberikan aroma dan flavor dari produk fermentasi (Beasley, 2004). Bakteri
asam laktat umumnya ada pada lingkungan yang kaya akan nutrisi seperti produk
susu, tumbuh-tumbuhan, dan beberapa jenis BAL hidup pada bagian mulut,
saluran pencernaan, dan alat kelamin mamalia (Priest dan Campbell, 1996).
Berbagai spesies bakteri asam laktat kini telah diaplikasikan dalam produk
susu fermentasi (Tabel 1). Spesies bakteri asam laktat bersama bifidobakteria
merupakan mikroorganisme yang paling banyak dikembangkan sebagai kultur
probiotik terutama yang berupa bahan pangan.
Sifat Antagonistik Bakteri Asam Laktat dan Metabolitnya
Pengaruh antimikrobial dari bakteri asam laktat telah digunakan oleh
manusia
selama
lebih
dari
10.000
tahun,
dengannya
manusia
dapat
memperpanjang masa simpan bahan pangan melalui proses fermentasi. Bakteri
asam laktat mengeluarkan aktivitas antagonistik yang kuat terhadap berbagai
mikroorganisme termasuk bakteri pembusuk dan patogen pada makanan
(Savadogo et al., 2004).
Tabel 1.
Beberapa Bakteri Asam Laktat yang Sering Digunakan dalam
Produk Susu Fermentasi
Bakteri
Produk
Manfaat
Lactobacillus thermofil
homofermentatif
Yogurt, keju Swiss dan Menghasilkan
L. delbruekii ssp. bulgaricus
Italia, mentega susu
asetaldehida
Potensi kesehatan
L. delbruekii ssp. lactis
L. delbruekii ssp. delbruekii
Susu acidophilus,
Potensi kesehatan
L. acidophilus
minuman yogurt, mirumiru, kefir, koumis
Kefir, minuman yogurt
L. helveticus
L. helveticus ssp. juguri
Yogurt
L. fermentum
Lactobacillus mesofil
heterofermentatif
Yakult, minuman
Potensi kesehatan
L. casei ssp. casei
yogurt, miru-miru,
L. casei ssp. pseudoplantarum kefir
L. casei