14 menghasilkan eksopolosakarida EPS dan membutuhkan vitamin B serta beberapa asam amino untuk
dapat mendukung pertumbuhannya. Bakteri asam laktat yang berbentuk bulat ini dapat mengubah lebih dari 85 glukosa atau heksosa lainnya menjadi asam laktat. Hampir 90 persen dari strain S.
thermophilus dapat menggunakan aesulin, amigdalin, selobiosa, fruktosa, laktosa, maltosa, dan trehalosa Tamime dan Robinson 2007. Bakteri ini tidak dapat hidup di dalam usus manusia. Oleh
karena itu bakteri ini tidak digolongkan dalam bakteri probiotik Nakazawa dan Hosono 1992.
2.9.2 Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus acidophilus merupakan bakteri asam laktat yang ditemukan di dalam susu dan
produk susu fermentasi. Bakteri ini mampu membantu proses pencernaan dalam saluran pencernaan dikarenakan dapat hidup di dalam usus manusia. Oleh karena itu, bakteri ini digolongkan dalam
bakteri probiotik. Lactobacillus acidophilus tergolong bakteri gram posiif, homofermentatif obligat, tidak berflagel, tidak membentuk spora, tidak motil, dan mikroaerofilik. Bakteri ini berbentuk batang
dan memiliki rata-rata lebar 0.6-0.9 µm, panjang 1.5-6.0 µ m. Bakteri ini membutuhkan riboflavin, asam pantotenat, asam folat, dan niasin untuk pertumbuhannya. Hampir 90 persen dari strain L.
acidophilus dapat memfermentasi aesulin, amigdalin, selobiosa, fruktosa, galaktosa, glukosa, laktosa, maltosa, manosa, melibosa, rafinosa, salisin, sukrosa, dan trehalosa Tamime dan Robinson 2007.
Pertumbuhan L. acidophilus dapat terjadi pada suhu yang tinggi seperti 45°C, namun suhu
optimum bagi pertumbuhannya adalah 35-40°C. L. acidophilus merupakan acid tolerant pada 0.3- 1.9 asam tertitrasi dan pH optimumnya berada pada nilai pH 5.5-6.0. Namun, L. acidophilus masih
mampu tumbuh pada kondisi pH di bawah 5 Gomes dan Malcata 1999. Pertumbuhan bakteri ini cukup lambat pada media susu, sehingga penting dalam melindungi
susu dari kontaminasi. Di dalam proses pembuatan yogurt, bakteri Lactobacillus acidophilus
memproduksi asam secara lambat dan tidak menghasilkan aroma khas yogurt. Oleh karena itu diperlukan kombinasi penggunaan bakteri dengan bakteri asam laktat lainnya Lengkey dan Adriani
2009. Selama fermentasi, L. acidophilus mampu memanfaatkan peptida atau asam amino bebas untuk pertumbuhannya. Bakteri tersebut juga mampu menghidrolisis kasein dengan menggunakan
protease yang diekskresikan di sekitar permukaan dinding selnya Gomes dan Malcata 1999.
2.10 Mixture Experiment
Mixture experiment adalah metode perancangan percobaan yang merupakan kumpulan dari teknik matematika dan statistika di mana variabel respon diasumsikan hanya tergantung pada proporsi
relatif dari ingridien penyusunnya, bukan dari jumlah total campuran ingridien tersebut. Tujuan penggunaan perancangan percobaan adalah mengoptimalkan respon yang diinginkan. Variabel respon
merupakan fungsi relatif dari setiap komponen atau bahan penyusun dalam suatu formula Cornell 1990.
Rancangan mixture experiment terdapat di dalam piranti lunak software program design expert version 8 dan dinamakan dengan mixture design. Berdasarkan tutorial Stat-ease 2009, design
expert version 8 merupakan piranti lunak software rancangan percobaan design of experiment untuk melakukan optimasi rancangan produk dan proses. Program komputer ini memberikan
beberapa rancangan statistik yang digunakan di dalam proses optimasi, seperti:
15 a.
Two-level factorial screening design, digunakan untuk mengidentifikasi faktor vital yang mempengaruhi proses dan pembuatan produk di dalam percobaan sehingga dapat memberikan
peningkatan. b.
General factorial studies, digunakan untuk mencari kombinasi terbaik dari faktor kategorial, seperti kombinasi antara sumber dan jenis suplai bahan baku.
c. Response surface methodes, digunakan untuk menentukan proses yang paling optimal sehingga
diperoleh hasil yang paling optimum. d.
Mixture design techniques, digunakan untuk menentukan resep yang paling ideal di dalam formulasi produk.
e. Combinations of process factors, mixture components, dan categorial factors digunakan untuk
penentuan optimasi proses dan formulasi di dalam pembuatan produk. Rancangan mixture design ini berfungsi menemukan formula optimum yang diinginkan
formulator. Untuk mencapai kondisi tersebut harus ditentukan respon atau parameter produk yang menjadi ciri penting sehingga dapat meningkatkan mutu produk. Respon yang dipilih ini menjadi
input data yang selanjutnya diproses oleh rancangan mixture design melalui optimasi dari setiap respon sehingga diperoleh gambaran dan kondisi proses yang optimal Wulandhari 2007.
Menurut Ma’arif et al. 1989, proses optimasi adalah suatu pendekatan normatif untuk mengidentifikasikan penyelesaian terbaik dalam pengambilan keputusan suatu permasalahan. Melalui
optimasi, permasalahan akan diselesaikan untuk mendapatkan hasil yang terbaik sesuai dengan batasan yang diberikan. Optimasi bertujuan meminimumkan usaha yang diperlukan atau biaya
operasional dan memaksimumkan hasil yang diinginkan. Jika usaha yang diperlukan atau hasil yang diharapkan dapat dinyatakan sebagai fungsi dari sebuah keputusan, maka optimasi dapat didefinisikan
sebagai proses pencapaian kondisi maksimum atau minimum dari fungsi tersebut. Optimasi pada salah satu atau seluruh aspek produk adalah tujuan dalam pengembangan produk. Hasil evaluasi
sensori sering digunakan dalam menentukan apakah produk yang optimum telah dikembangkan dengan benar.
Menurut Cornell 1990, mixture experiment terdiri atas enam tahap utama, yaitu menentukan tujuan percobaan, memilih komponen penyusun campuran, mengidentifikasikan batasan-batasan pada
komponen campuran, mengidentifikasikan variabel respon yang akan dihitung, membuat model yang sesuai untuk mengolah data dari respon, dan memilih desain percobaan yang sesuai. Mixture
experiment ini sering digunakan untuk menentukan dan menyelesaikan persamaan polinomial secara simultan. Persamaan polinomial mixture experiment memiliki berbagai macam orde, antara lain
mean, linear, quadratic, cubic, dan quartic. Model persamaan polinomial yang sering digunakan adalah model polinomial ordo linear dan quadratic. Model ordo linear dengan dua variabel uji dapat
dilihat pada persamaan 1 sedangkan model ordo quadratic dengan dua variabel uji dapat dilihat pada persamaan 2.
Y = b + b
1
X
1
+ b
2
X
2
...............................................................1 Y = b
+ b
1
X
1
+ b
2
X
2
+ b
11
X
1 2
+ b
22
X
2 2
+b
12
X
1
X
2
..................2 Persamaan tersebut, dapat ditampilkan dalam suatu contour plot, baik berupa gambar dan
grafik dua dimensi 2-D atau tiga dimensi 3-D yang dapat menggambarkan bagaimana variabel uji mempengaruhi respon, menentukan hubungan antara variabel uji, dan menentukan bagaimana
kombinasi seluruh vaiabel uji mempengaruhi respon. Persamaan model polinomial dengan ordo linear seringkali memberikan deskripsi bentuk geometri 3-D yang kurang memadai. Oleh karena
itu, penggunaan model polinomial dengan ordo quadratic lebih dianjurkan dalam formulasi Cornell 1990.
16 Penggabungan beberapa ingridien atau bahan baku untuk menghasilkan suatu produk pangan
yang dapat dinikmati, di mana hasil akhir dari produk tersebut dipengaruhi oleh presentasi atau proporsi relatif masing-masing ingridien yang ada di dalam formulasi. Penggabungan beberapa
ingridien di dalam mixture experiment bertujuan melihat apakah pencampuran dua komponen atau lebih tersebut dapat menghasilkan produk akhir dengan sifat yang lebih diinginkan dibandingkan
dengan penggunaan ingridien tunggalnya dalam menghasilkan produk yang sama Cornell 1990. Terdapat relasi fungsional antar komponen penyusun dengan perubahan proporsi relatif
ingridien tersebut sehingga dapat menghasilkan produk dengan respon yang berbeda. Kombinasi ingridien yang dipilih adalah kombinasi yang menghasilkan produk dengan respon yang maksimal
sesuai dengan yang diharapkan oleh perancang. Penggunaan mixture experiment dalam merancang percobaan untuk memperoleh kombinasi yang optimal ini mampu menjawab permasalahan jika dilihat
dari segi waktu mengurangi jumlah trial and error dan biaya Cornell 1990.
17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Bahan dan Alat 3.1.1 Bahan
Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini antara lain sari kedelai dan susu segar. Bahan baku sari kedelai yang digunakan adalah kedelai impor dari Amerika Serikat dengan merek
Cap Jempol yang diperoleh dari Koperasi Unit Desa Petani Tahu dan Tempe Indonesia cabang Bogor dan susu segar yang diperoleh dari Koperasi Peterrnakan Sapi Darul Fallah Ciampea Bogor. Bahan
lainnya yang digunakan antara lain susu skim bubuk merek Sun Luck yang diperoleh dari pasar swalayan Ngesti Bogor, gula pasir merek Gulaku yang diperoleh dari pasar swalayan Giant Bogor,
serta karaginan dan NaHCO
3
Soda kue yang diperoleh dari Toko Setia Guna, Bogor. Di samping itu bahan-bahan lainnya yang digunakan adalah bahan-bahan untuk uji sifat fisik, uji kimia, uji
mikrobiologi, dan uji hedonik.
3.1.2 Alat
Alat-alat yang digunakan di dalam penelitian ini antara lain piranti lunak software program design expert version 8 yang diperoleh dari website www.statease.com dan peralatan laboratorium
seperti, panci, kompor, pengaduk, waring blender, saringan, timbangan analitik, inkubator, water bath, termometer, gelas kaca, stirrer, gelas plastik, autoklaf, kulkas, pH meter, viskometer, erlenmeyer, serta
peralatan lain untuk uji sifat fisik, uji kimia, uji mikrobiologi, dan uji hedonik.
3.1.3 Media
Media yang digunakan pada penelitian ini adalah Mann Rogosa Sharpe MRS chalk semi solid, media MRS agar, media MRS broth, media Acidified Potato Dextrose Agar APDA, media
Laurryl Sulfate Broth LSB, dan media Brilliant Green Lactose Bile Broth 2 BGLBB.
3.1.4 Kultur
Kultur yang digunakan sebagai kultur starter pembuatan produk soy yogurt adalah Lactobacillus acidophilus dan Streptococcus thermophilus dengan perbandingan penggunaan 1:1 yang
diperoleh dari laboratorium mikrobiobiologi pangan, Seafast Center, Institut Pertanian Bogor. Kultur murni Lactobacillus acidophilus dan Streptococcus thermophilus disegarkan ke dalam media MRSB
setiap 2 minggu sekali. Setelah kultur diinokulasikan ke dalam media MRSB, selanjutnya diinkubasi pada suhu 37
o
C selama 24 jam. Kultur di dalam media MRSB disimpan pada suhu 7
o
C. Pengawetan kultur murni lainnya yaitu menggunakan media agar MRSA semi chalk semi
solid. Kultur ditusukkan ke dalam media yang selanjutnya diinkubasi pada suhu 37
o
C selama 48 jam
