KAJIAN TOTAL BAKTERI PROBIOTIK DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN YOGHURT TEMPE DENGAN VARIASI SUBSTRAT

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user i

KAJIAN TOTAL BAKTERI PROBIOTIK DAN AKTIVITAS

ANTIOKSIDAN YOGHURT TEMPE

DENGAN VARIASI SUBSTRAT

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret

Jurusan/Program Studi Teknologi Hasil Pertanian

Oleh :

AMALIA PUTRI KUSUMANINGRUM

H 0606004

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user ii

KAJIAN TOTAL BAKTERI PROBIOTIK DAN AKTIVITAS

ANTIOKSIDAN YOGHURT TEMPE

DENGAN VARIASI SUBSTRAT

Yang dipersiapkan dan disusun oleh Amalia Putri Kusumaningrum

H 0606004

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal : 25 Januari 2011

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Susunan Dewan Penguji Ketua

Ir. MAM. Andriani, MS. NIP.195005251986092001

Anggota I

Esti Widowati,S.Si,MP NIP.198305052009122006

Anggota II

Ir.Kawiji,MP

NIP.196112141986011001

Surakarta, Januari 2011 Mengetahui,

Universitas Sebelas Maret Fakultas Pertanian

Dekan

Prof. Dr. Ir. H. Suntoro, MS NIP. 195512171982031003

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user iii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin.

Segala puji hanya bagi Allah SWT, Rabb semesta alam atas segala limpahan ramat, nikmat, hidayah, karunia, serta kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis mengucapkan teimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Suntoro, MS selaku Dekan Fakultas Pertanian, Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Ir. Kawiji, MP selaku Ketua Jurusan/Program Studi Teknologi Hasil

Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Ibu Rohula Utami, S.TP,MP selaku Pembimbing Akademik yang telah memberi

bimbingan selama penulis menempuh kuliah.

4. Ibu Ir. MAM. Andriani, MS selaku dosen pembimbing utama yang selalu sabar

dan dengan kerelaan hati memberi bimbingan, nasihat, serta saran hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.

5. Ibu Esti Widowati, S.Si, MP. selaku dosen pendamping yang telah memberi

banyak bimbingan, arahan, dan saran dalam penyusunan skripsi ini.

6. Ayah, Ibu, Mas Yudhis, serta Mas Dipo. Buat ayah dan Ibu, terimakasih banyak

atas segala do’a; perjuangan; nasihat; motivasi dan kasih sayangnya hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan studi ini.

7. Ibu Sri Liswardani, STP., Pak Slameta, Pak Giyo, dan Pak Joko terimaksih atas

semua bantuanya. Ibu Tumisih dan Pak Darsono terimakasih sudah meminjamkan alat-alat buat penelitian.

8. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknologi Hasil Pertanian pada khususnya serta

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user iv

pada umumnya, terimakasih atas ilmu yang telah diberikan selama penulis menempuh kuliah. Semoga kelak bermanfaat.

9. Seseorang yang jauh disana tapi selalu memberi ku semangat, pengukir senyum

dan pengibur hati “Aa Chaie” terima kasih banyak ya.

10.Spesial buat Sisil “My Best Friend”, yang dengan setia dan senang hati membantu

penelitian dan tempat bertukar pikiran, terimakasih buat semua bantuannya.

11.Nanda, Yogie, Faiz, Ndaru, Jere, Rully, terima kasih dengan rela hati menemani

penelitian hingga larut malam.

12.Alawi, Tiva, Jere dan Tika, terima kasih sudah membantu banyak dalam

dokumentasi penelitian.

13.Wuri, Mitha, Faiz, Dian, sumbagan tipus kalian sangat banyak membantu.

14.Teman-teman di kos alamanda “club on laler”, terimakasih buat support, bantuan

dan pinjaman motornya juga printernya.

Surakarta, Januari 2011

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PENGESAHAN... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

RINGKASAN ... x

SUMMARY ... xi

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 2

C. Tujuan Penelitian ... 2

D. Manfaat Penelitian ... 3

E. Hipotesis ... 3

II. LANDASAN TEORI ... 4

A. Tinjauan Pustaka ... 4

1. Tempe ... . 4

2. Jagung ... . 6

3. Prebiotik ... 8

4. Yoghurt ... 10

5. Bakteri Probiotik ... 12

a. Bakteri Asam Laktat……….. .. 12

b. Bakteri Probiotik……… .. 13

6. Antioksidan ... 16

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user vi

III. METODE PENELITIAN ... 19

A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 19

B. Bahan dan alat ... 19

C. Tahapan Penelitian ... 20

D. Rancangan Percobaan ... 26

IV.HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27

A. Pengaruh Perbedaan Substrat Terhadap Total Bakteri Probiotik Yoghurt………. 27

B. Pengaruh Perbedaan Substrat Terhadap Kadar Asam Laktat dan pH Yoghurt……….. 34

C. Pengaruh Perbedaan Substrat Terhadap Aktivitas Antioksidan Yoghurt……… 37

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 44

A. Kesimpulan ... 44

B. Saran ... 44

DAFTAR PUSTAKA……… 45

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user vii

DAFTAR TABEL

Judul Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tempe Kedelai ……….. 4

Tabel 2.2 Kandungan Nutrisi Jagung Dalam 100 gram……….. 7

Tabel 2.3 Penggunaan FOS oleh BAL dan Bifidobacterium……….. 14

Tabel 4.1 Total Bakteri Probiotik Yoghurt dengan Berbagai Variasi

Substrat Selama Proses Fermentasi……… 27

Tabel 4.2 Kadar Asam Laktat dan pH pada Yoghurt Variasi Substrat 35

Tabel 4.3 Aktivitas Antioksidan Pada Sampel Bahan Awal………… 37

Tabel 4.4 Kandungan Isoflavon Pada Kedelai dan Tempe………….. 38

Tabel 4.5 Aktivitas Antioksidan Yoghurt Pada Berbagai Substrat……. 39

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user viii

DAFTAR GAMBAR

Judul Halaman

Gambar 2.1 Tempe………. 4

Gambar 2.2 Tanaman Jagung………. 6

Gambar 2.3 Jagung ………. 7

Gambar 2.4 Bifidobacterium ………. 13

Gambar 2.5 Jalur Pembentukan Asam Laktat Homofermentatif dan Heterofermentatif……….. . 15

Gambar 2.6 Kerangka Berfikir……… 18

Gambar 3.1 Pembuatan Tempe kombinasi………. 21

Gambar 3.2 Pembuatan Yoghurt Tempe………. 23

Gambar 3.3 Skema Analisis Aktivitas Antioksidan……… 25

Gambar 4.1 Hubungan Waktu Fermentasi Dengan Log Total Bakteri Probiotik Pada Berbagai Sampel Yoghurt……….. 30

Gambar 4.2. Hubungan Antara Waktu Fermentasi Dengan Aktivitas Antioksidan………. 40

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user ix

DAFTAR LAMPIRAN

Judul Halaman

Lampiran 1. Tabulasi Total Bakteri Probiotik... 49

Lampiran 2. Tabulasi Kadar asam laktat dan pH... 50

Lampiran 3. Tabulasi Aktivitas Antioksidan……….. 52

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user x

KAJIAN TOTAL BAKTERI PROBIOTIK DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN YOGHURT TEMPE DENGAN VARIASI SUBSTRAT

Amalia Putri Kusumaningrum H0606004

RINGKASAN

Tempe dikenal sebagai pangan fungsional. Pembuatan tempe dari kedelai yang mengandung Galaktooligosakarida (GOS), jagung yang mengandung Fruktooligosakarida (FOS) maupun kombinasi keduanya mengandung prebiotik yang dapat digunakan sebagai substrat pembuatan yoghurt. Pengolahan tempe menjadi yoghurt sebagai diversifikasi produk olahan tempe juga untuk mengatasi produksi susu di Indonesia yang masih sangat rendah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui substrat yang akan menghasilkan yoghurt dengan karakter paling baik, dari total bakteri probiotik tertinggi, kadar asam laktat dan pH sesuai SNI 01-2981-1992 dan aktivitas antioksidan tertinggi.

Metode pembuatan yoghurt dengan variasi perlakuan substrat tempe kedelai, tempe jagung, dan tempe kombinasi (kedelai 90% dan jagung 10% ), dengan yoghurt susu skim 15% sebagai kontrol. Starter yoghurt menggunakan yoghurt komersial

merk Yummy, berisi bakteri probiotik L. acidhopillus LA5, Bifidobacteria BB12, dan

S. thermophillus. Pembuatan yoghurt tempe melalui beberapa tahap, diawali dari pembuatan tempe. Tempe yang sudah jadi dibuat susu tempe. Tempe direbus, diblender dengan perbandingan air 1:3 kemudian disaring. Susu tempe ditambah susu

skim 15% dipasteurisasi selama 15-30 menit pada suhu 700C-800C dan didinginkan

hingga suhu 400C kemudian diinokulasi starter 5% secara aseptis. Yoghurt yang telah

diinokulasi lalu diinkubasi selama 12 jam pada suhu 400C.

Pada interval jam ke-: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,dan 12 dilakukan analisis total

bakteri dengan metode Total Plate Count (TPC), analisis kadar asam laktat dengan

metode titrimetri NaOH 0,01 N dan pH dengan pHmeter dan jam ke-0,3,6,9,12 analisis aktivitas antioksidan dengan metode DPPH.

Hasil analisis pada jam ke-12 menunjukkan bahwa jumlah bakteri probiotik

tertinggi pada yoghurt tempe jagung sebesar 6,7x107 cfu/ml, aktivitas antioksidan

tertinggi pada tempe kedelai sebesar 80,22%. Waktu fermentasi yoghurt lebih baik hingga jam ke-7 fermentasi supaya didapatkan total bakteri probiotik tetinggi dan kadar asam laktat juga pH sesuai SNI dengan aktivitas antioksidan yang tinggi.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user xi

STUDY OF TOTAL PROBIOTICS BACTERIA AND ANTIOXIDANT ACTIVITY IN YOGHURT TEMPEH USING SUBSTRATE VARIATION

Amalia Putri Kusumaningrum H0606004

SUMMARY

Tempeh is known as functional foods. It could be made from soybeans containing Galactooligosaccaride (GOS), or corn containing Fructooligosaccaride (FOS), or combination of them (soybean-corn) prebiotics contained which is valuable for yoghurt substrate. Processing tempeh into yoghurt is a product diversification of tempeh, and to break a lack of milk production in Indonesia. The objective of this study were to determine the substrate in producing the best character of yoghurt, from the highest of total probiotics bacteria, level of lactic acid and pH based on SNI 01-2981-1992, and the highest antioxidant activity.

Yoghurt tempeh was processed by varying the treatment of substrates of soybeans tempeh, corn tempeh, and soybean-corn tempeh (90% soybean and 10% corn), with 15% skim milk yoghurt as a control. A commercial yoghurt brands

“Yummy” was selected as a starter which contained probiotic bacteria L. acidhopillus

LA5, BB12 Bifidobacteria, and S. thermophillus. Yoghurt tempeh was obtained

through several stages, starting from tempeh production. Tempeh was then processed into tempeh milk by boiled, blended with 1:3 ratio of water, and then continued with

filtered. Mixture of tempeh milk and 15 % skim milk was then pasteurized during

30 minutes, and cooled to 40 0C. Aseptic inoculation process of 5% starter was done

and continued with homogenization. The inoculated yoghurt was incubated along 12

hours at 40 0C temperature.

Total Plate Count (TPC) bacteria analysis was done each hour at intervals: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11, and 12. Lactic acid level analysis using titration method and pH measurement using pHmeter was also done at each hour. While antioxidant activity analysis was held at hour interval: 0,3,6,9, and 12 using DPPH method.

The analysis at hour 12th fermentation showed that the highest of total

probiotic bacteria of corn yoghurt tempeh was 3,0x108 cfu/ml, and the highest of

antioxidant activity of soybean yoghurt was 80,22%. The time of yoghurt

fermentation better than at 7th fermentation to get highest of total probiotics bacteria,

lactic acid level and pH based on accomplishing SNI standardization which also had high antioxidant activity.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Tempe digolongkan sebagai pangan fungsional karena tempe memiliki efek

antioksidan, antibakteri, antikanker, antihaemolitik (Pawiroharsono, 1997),

antialergi (Kasmidjo, 1990) dan antiinfeksi (Karyadi dan Hermana, 1995). Serat

dalam tempe dapat menurunkan kolesterol darah (Brata dan Arbai, 1999). Espinosa and Ruperez (2006), melaporkan kedelai sebagai bahan baku dari tempe mengandung GOS sebesar 47-53%.

Kandungan GOS pada tempe memiliki nilai fungsional sebagai prebiotik. Prebiotik menurut Gibson and Ruberfroid (2008) memberikan nutrisi untuk meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik. Prebiotik merupakan substrat yang baik digunakan untuk yoghurt karena dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik. Bakteri probiotik memiliki banyak manfaat kesehatan terutama kesehatan pencernaan dalam menekan pertumbuhan bakteri patogen dalam saluran pencernaan.

Tempe mempunyai banyak manfaat untuk kesehatan, namun selama ini tempe dimanfaatkan masih terbatas dalam bentuk olahan untuk lauk dan kue. Adanya kandungan prebiotik pada tempe dapat dimanfaatkan sebagai substrat yoghurt. Yoghurt termasuk pangan fungsional yang banyak mengandung probiotik. Pengolahan tempe menjadi yoghurt selain sebagai diversifikasi produk olahan tempe juga untuk mengatasi produksi susu di Indonesia yang masih sangat rendah. Data dari Departemen Pertanian menyebutkan bahwa total produksi susu dalam negeri mencapai 350 ribu ton per tahun. Jumlah ini masih di bawah jumlah impor susu dalam negeri yaitu sebanyak 1.5 juta ton per tahun (Ekawati, 2008).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

Harga kedelai yang tinggi membuat pengrajin tempe terkadang mencampur kedelai dengan jagung yang bertujuan untuk menambah volume pada tempe. Hal ini dianggap merugikan, akan tetapi jagung juga mengandung prebiotik berupa FOS dan antioksidan dalam bentuk karoteniod, lutein dan xeazanthin. Jagung juga dapat diolah menjadi tempe jagung. Pengolahan jagung menjadi tempe jagung diharapkan dapat mempunyai nilai gizi yang lebih baik dibandingkan dengan jagung, seperti halnya tempe yang lebih bergizi daripada kedelai. Selain itu pengolahan jagung menjadi tempe jagung juga sebagai langkah diversifikasi tempe dari bahan nonleguminosa yang juga sekaligus bertujuan untuk mengatasi kenaikan harga kedelai. Adanya variasi substrat akan dihasilkan karakter yoghurt yang berbeda. Maka penelitian ini bertujuan untuk mengetahui substrat manakah yaitu tempe kedelai, tempe jagung atau tempe kombinasi (kedelai 90% dan jagung 10%) yang akan menghasilkan yoghurt dengan karakter paling baik.

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah penelitian ini adalah

1. Manakah substrat yang menghasilkan total bakteri probiotik tertinggi ?

2. Manakah substrat yang menghasilkan kadar asam laktat dan pH yang sesuai

dengan SNI (01-2981-1992) ?

3. Manakah substrat yang mempunyai aktivitas antioksidan tertinggi ?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana potensi tempe dari berbagai variasi bahan sebagai sumber prebiotik untuk meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik dalam pembuatan yoghurt. Tujuan umum ini dicapai dengan beberapa tujuan khusus, antara lain

1. Untuk mengetahui substrat yang menghasilkan total bakteri probiotik

tertinggi.

2. Untuk mengetahui substrat yang menghasilkan kadar asam laktat dan pH yang

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

3. Untuk mengetahui substrat yang mempunyai aktivitas antioksidan tertinggi.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah

1. Diperoleh diversifikasi pangan berbasis tempe sekaligus sebagai produk

tempe generasi kedua.

2. Diperoleh diversifikasi produk olahan makanan dari jagung

3. Dihasilkan non-diary products

4. Dapat diketahui potensi tempe dan jagung sebagai sumber prebiotik

E. Hipotesis

Hipotesis dari penelitian ini adalah

1. Diduga total bakteri probiotik paling tinggi pada substrat dari tempe

kombinasi

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

II. LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Tempe

Menurut Steinkraus et al (1960) dalam Nugroho (2007), secara umum tempe berwarna putih karena pertumbuhan miselia kapang yang merekatkan biji-biji kedelai sehingga terbentuk tekstur yang memadat. Sepotong tempe mengandung berbagai unsur bermanfaat, seperti karbohidrat, lemak, protein, serat, vitamin, enzim, daidzein, genisten, serta komponen antibakteri bermanfaat untuk kesehatan. Rasanya yang lezat, harganya relatif murah dan mudah didapat. Tempe sangat baik untuk diberikan kepada segala kelompok umur (dari bayi hingga lansia) oleh karena itu tempe adalah makanan untuk seluruh umur (Siswono, 2003).

Gambar 2.1 Tempe (Siswono, 2003) Tabel 2.2 Komposisi Kimia Tempe Kedelai

Komposisi Jumlah ( %)

Nitrogen (db) 7,5 % Air (wb) 61,2 % Abu (db) 4,3 % Minyak kasar (db) 22,2 % Serat kasar (db) 3,4 % Protein kasar (db) 41,5 % Karbohidrat (db) 29,6 %

Sumber : Cahyadi, 2006.

Komponen-komponen gula yang terdapat dalam biji kedelai meliputi sukrosa (4,53%), rafinosa (0,73%), stakhiosa (2,73%) dan glukosa, galaktosa, fruktosa. Selama proses pengolahan tempe akan terjadi pengurangan kadar gula kedelai. Hal tersebut tersebut dibuktikan dengan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

adanya percobaan dari Jha dan Verna (1980) dalam Kasmidjo (1990), yang menyatakan sukarelawan yang mengkonsumsi tempe akan menghasilkan gas lebih sedikit dibandingkan dengan sukarelawan yang mengkonsumsi kedelai dalam jumlah yang sama.

Proses pembuatan tempe melibatkan tiga faktor pendukung, yaitu bahan baku yang digunakan (kedelai), mikroorganisme (kapang tempe), dan keadaan lingkungan tumbuh (suhu, pH, dan kelembaban). Pada proses fermentasi tempe kedelai, substrat yang digunakan adalah keping-keping biji kedelai yang telah direbus dan mikroorganisme yang digunakan berupa

kapang antara lain Rhizopus olygosporus, Rhizopus oryzae, Rhizopus stolonifer (dapat terdiri atas kombinasi dua spesies atau

ketiganya) dan lingkungan pendukung yang terdiri dari suhu 30˚C, pH awal 6.8, kelembaban nisbi 70-80% (Hidayat, 2008).

Bahan pembuat tempe yang bukan berasal dari kedelai saja saat ini lebih bervariasi. Menurut Kasmidjo (1997), di Amerika telah dikenal tempe kedelai yang dicampur serealia. Campuran tersebut dapat berupa butiran-butiran pecah dari serealia, ataupun butiran-butiran-butiran-butiran pecah serealia yang telah dimasak sebelumnya. Variasi bahan ini dimaksudkan sebagai diversifikasi pemanfaatan suatu bahan sebagai campuran kedelai ataupun sebagai variasi substitusi kedelai. Dibandingkan dengan berbagai bahan yang telah dicoba tersebut, kedelai masih merupakan bahan terbaik untuk pembuatan tempe. Pembuatan tempe dari campuran kedelai-gandum telah dilaporkan oleh Wang et al 1966, dalam Kasmijdo, 1990, sedangkan tempe dari campuran kedelai-jagung juga telah dilaporkan oleh Chompreda (1983, dalam Kasmijdo, 1990).

Pengembangan teknologi pengolahan tempe dalam rangka diversifikasi konsumsi belum bebas dari pandangan/penilaian terhadap tempe sebagai makanan inferior. Walaupun tempe telah terbukti sebagai makanan yang sehat, aman, nikmat, serta murah, susu tempe tidak populer dibanding susu kedelai. Mengolah susu tempe menjadi pangan fungsional

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

dapat dipertimbangkan sebagai salah satu gagasan diversifikasi pangan berbasis tempe.

Karbohidrat susu kedelai tersusun dari golongan oligosakarida sehingga tidak dapat digunakan sebagai sumber energi maupun sumber karbon oleh kultur starter Lactobacillus sp dan Streptococcus sp, oleh karena itu supaya fermentasi berhasil, susu kedelai terlebih dulu ditambah sumber gula sebelum diinokulasi. Hasil penelitian menunjukkan, jika susu kedelai dinokulasi dengan starter Lactobacillus dan Streptococcus kemudian diinkubasi selama 4 jam pada suhu 45oC tidak menghasilkan perubahan, baik pH maupun kekentalannya atau tidak terbentuk yoghurt kedelai. Hasil percobaan menunjukkan, soyghurt dapat dibuat dengan hasil baik bila kadar protein susu kedelai berada antara 3,6 – 4,5%, dan dengan penambahan sumber gula sebanyak 4 – 5%. Sumber gula yang ditambah di antaranya sukrosa, glukosa, laktosa, fruktosa, atau susu bubuk skim (Anonima, 2009).

2. Jagung

Jagung (Zea mays, L) adalah tanaman semusim dan termasuk graminae yang memiliki batang tunggal, walaupun terdapat kemungkinan munculnya cabang anakan pada beberapa genotipe dan lingkungan tertentu. Batang jagung terdiri atas buku dan ruas. Daun jagung tumbuh pada setiap buku, berhadapan satu sama lain. Bunga jantan terletak pada bagian terpisah pada satu tanaman sehingga lazim terjadi penyerbukan silang. Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada saat inisiasi bunga jantan, dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran, dan suhu (Subekti, 2006).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

Suarni dan Widowati (2006) menyebutkan bahwa selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga merupakan sumber protein yang penting dalam menu masyarakat Indonesia. Kandungan gizi utama jagung adalah pati (72-73%), dengan amilosa dan amilopektin 25-30% : 70-75%, tetapi pada jagung pulut (waxy maize) 0-7% : 93-100%. Kadar gula sederhana jagung (glukosa, fruktosa, dan sukrosa) berkisar antara 1-3%. Protein jagung (8-11%).

Menurut USDA (2009) jagung memiliki kandungan nutrisi yang cukup lengkap, dan mengandung nutrisi penghasil energi seperti karbohidrat protein dan lemak yang cukup besar, berturut-turut 74,26 g; 9,42 g; 4,74 g per 100 g jagung.

Tabel 2.2 Kandungan Nutrisi Jagung Dalam 100 gram Nutrisi Unit Nilai per 100 g

Air g 10.37

Energi kJ 1527

Protein g 9.42

Total lemak g 4.74

Abu g 1.20

Karbohidrat g 74.26

Serat g 7.3

Sumber: USDA 2009

Gambar 2.3. Jagung (Subekti, 2006)

Jagung banyak mengandung senyawa fitokimia dalam bentuk terikat dengan kekuatan antioksidan yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan antioksidan buah dan sayuran. Komponen fitokimia bermanfaat membantu serat menurunkan resiko kanker terutama kanker usus. Selain itu proses pemasakan pada suhu (1150C) selama 10-15 menit akan meningkatkan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

aktivitas antioksidan jagung selain menurunkan kandungan vitamin C-nya. Proses pemasakan jagung akan meningkatkan pengeluaran asam ferulat yaitu senyawa fitokimia yang berperan sebagai antioksidan untuk melawan kanker. Selain itu pada biji jagung juga mengandung lutein dan zeaxanthin yang juga berperan sebagai antioksidan. Jagung memiliki kandungan provitamin A yang tinggi dalam bentuk pigmen. Jagung sangat direkomendasikan bagi para perokok karena mengandung betacryptoxanthin yang dapat menurunkan resiko kanker paru-paru (Sukarsono, 2003).

3. Prebiotik

Prebiotik didefinisikan sebagai ingredien yang tidak dapat dicerna yang menghasilkan pengaruh menguntungkan dengan cara menstimulir secara selektif pertumbuhan satu atau lebih sejumlah mikroorganisme terbatas pada saluran pencernaan sehingga dapat meningkatkan kesehatan pencernaan. Ingredien tersebut berupa karbohidrat tidak tercerna yaitu karbohidrat yang memiliki rantai pendek dari monosakarida yang disebut oligosakarida. Suatu ingredien pangan dapat diklasifikasikan sebagai prebiotik jika memenuhi persyaratan berikut yaitu, tidak terhidrolisis atau terserap pada saluran pencernaan bagian atas, secara selektif dapat menstimulir pertumbuhan bakteri yang menguntungkan pada kolon; dan dapat menekan pertumbuhan bakteri patogen, sehingga secara sistemik dapat meningkatkan kesehatan (Gibson and Roberfroid, 2008).

Oligosakarida adalah karbohidrat berbobot molekul rendah, terdiri dari tiga sampai 10 gugus gula sederhana (monosakarida). Beberapa oligosakarida seperti rafinosa, stakhiosa, fruktooligosakarida, dan galaktooligosakarida terdapat dalam bahan pangan nabati seperti kacang-kacangan (misalnya kedelai) dan beberapa jenis umbi-umbian (misalnya ubi jalar). Penelitian mutakhir menunjukkan bahwa oligosakarida bermanfaat karena dapat mencegah tumbuhnya bakteri patogen dalam usus terutama kolon (Muchtadi, 2005).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

Oligosakarida yang termasuk prebiotik antara lain fruktooligosakarida (FOS) dan galaktooligosakarida (GOS). FOS terdapat secara alami pada sereal jagung dan bawang. GOS atau galaktooligosakarida merupakan komponen dari susu sapi. Struktur kimianya terdiri dari molekul glukosa dan galaktosa yang saling berikatan satu sama lain (Wahlqvist, 2002).

FOS dan GOS merupakan komponen pangan fungsional, yaitu komponen makanan yang terproses sedemikian rupa sehingga memiliki fungsi kesehatan bagi tubuh manusia. FOS dan GOS dikatakan sebagai pangan fungsional karena keduanya tidak terdekomposisi oleh enzim-enzim pencernaan dan keduanya dapat dimanfaatkan oleh bakteri-bakteri yang terdapat dalam kolon atau usus besar, khususnya Bifidobacterium spp. dan Bacteroides spp. Dengan memfermentasi FOS dan GOS, maka pertumbuhan bakteri di dalam kolon akan semakin meningkat sehingga mampu menghasilkan suasana asam di dalam saluran pencernaan yang akan menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Istilah FOS dan GOS pada kemasan makanan menjadi semacam nilai tambah. Studi klinis membuktikan perpaduan dua unsur tersebut mampu meningkatkan perkembangbiakan mikroflora (bakteri) yang menguntungkan di saluran pencernaan, karena memperbaiki penyerapan nutrisi. Oleh karena itu

bahan-bahan ini digolongkan sebagai prebiotik. Perpaduan FOS (frukto-oligosakarida) dan GOS (galakto-oligosakarida) juga secara efektif

dapat memperkuat imunitas secara alami(Waspodo, 2009).

Kombinasi dari probiotik dan prebiotik akan bersifat simbiotik, yang masing-masing komponennya dapat memberikan keuntungan bagi kesehatan manusia jika dikonsumsi. Suplementasi oligosakarida sebanyak 4 gram per hari selama 25 hari akan mengurangi resiko kanker. Penurunan kadar kolesterol oleh oligosakarida diduga karena perubahan mikroflora usus. Efek utama prebiotik adalah menstimulasi secara selektif pertumbuhan Bifidobacteria dan Lactobacili dalam usus sehingga meningkatkan daya tahan tubuh terhadap patogen. Karbohidrat prebiotik

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

diketahui memiliki efek nonspesifik karena terfermentasi dalam usus besar. Penelitian invitro dan invivo menunjukkan bahwa prebiotik tidak dicerna oleh enzim, tetapi difermentasi oleh bakteri anaerob di dalam usus besar. Karbohidrat prebiotik menghasilkan asam lemak rantai pendek (small chain fatty acid/SCFA), menstimulasi pertumbuhan berbagai bakteri termasuk Bifidobacteria dan Lactobacilli, dan dapat menghasilkan gas. Secara potensial efek utama karbohidrat prebiotik adalah untuk meningkatkan daya tahan tubuh terutama usus terhadap mikroorganisme patogen, sehingga mengurangi frekuensi diare yang dialami seseorang (Abrams et al, 2005).

4. Yoghurt

Yoghurt telah lama dikenal sebagai minuman tradisional masyarakat daerah Balkan dan Timur Tengah. Manfaat yoghurt bagi kesehatan populer pada tahun 1908, seorang peneliti bernama E. Metchnikoff membuat hipotesis yang mengatakan bahwa ada hubungan erat antara umur panjang masyarakat pegunungan di Bulgaria dengan kebiasaan mereka mengonsumsi susu fermentasi. Di beberapa negara yoghurt dikenal dengan nama berbeda-beda, yaitu Jugurt (Turki), Zabady (Mesir, Sudan), Dahee (India), Cieddu (Italia), dan Filmjolk (Skandinavia) (Uttiek, 2006).

Menurut Munawar (2009), yoghurt adalah salah satu produk susu yang diperoleh dari fermentasi asam laktat melalui aktivitas bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus. Yoghurt disukai karena rasa segar, tekstur, dan aromanya yang khas. Citarasa dan flavor yoghurt disebabkan oleh adanya asam laktat, asam asetat, karbonil, asetaldehida, diasetil, dan lain-lain.

Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk yoghurt yang dikeluarkan oleh Badan Standardisasi Nasional tahun 1992 dengan nomor SNI 01-2981-1992, yoghurt dengan kualitas yang baik memiliki total asam laktat sekitar 0,5 - 2,0 persen dan kadar air maksimal 88 persen. Derajat keasaman (pH) yang sebaiknya dicapai oleh yoghurt menurut Edwin (2002) adalah 4,5. Berdasarkan uji organoleptik yang meliputi uji aroma/bau yoghurt, rasa yoghurt dan tekstur yoghurt memiliki aroma normal/khas

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

yoghurt, rasa khas/asam yoghurt dan tekstur cairan kental/semi padat (Munawar, 2009).

Pembuatan yoghurt diawali dengan pasteurisasi susu pada suhu 90oC selama 15 menit. Dimaksudkan untuk memperbaiki sifat fisik pada yoghurt (Leviton and Mart, 1965). Selain itu untuk membunuh mikroorganisme pembusuk dan untuk menginaktifkan enzim yang ada dalam susu. Persyaratan susu pasteurisasi menurut US. Public Health Service adalah kandungan mikroorganisme tidak boleh lebih 20.000/ml dengan kandungan bakteri coli tidak lebih dari 10/ml. Susu pastuerisasi kemudian didinginkan sampai suhu pertumbuhan optimum bagi Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus yaitu 40-45oC. Susu diinkubasi pada suhu 40-450C selama 10 jam atau sampai terjadi pengentalan. Lampert (1970), melaporkan bahwa lamanya pemeraman didasarkan pada terbentuknya total asam laktat normal, adalah 0,85-0,95 % atau mencapai pH 4,4-4,5. Untuk mencapai keasaman yoghurt 0,90 %, maka fermentasi yoghurt harus diakhiri pada saat mencapai keasaman 0,75 % (Wittier dan Webb, 1970). Jay (1978), menyatakan bahwa produk yoghurt yang disukai adalah yoghurt dengan keasaman 0,85-0,90 % dan untuk mencapai keasaman tersebut maka fermentasi yoghurt diakhiri jika mencapai keasaman 0,65-0,75 %. Yoghurt akan berubah derajat keasamanya jika disimpan pada suhu rendah.

Asam laktat dalam yoghurt menyebabkan yoghurt terasa asam dan mengubah tekstur susu. Proses fermentasi menyebabkan kadar laktosa dalam yoghurt berkurang, sehingga yoghurt aman dikonsumsi oleh orang yang alergi susu dan lansia. Kerja mikroflora dari yoghurt akan menghasilkan suatu lapisan protein di sepanjang saluran pencernaan. Senyawa karsinogenik di dalam saluran cerna dapat dihambat penyerapannya dan dikeluarkan melalui faeces. Bakteri probiotik yang dapat memproduksi asam laktat mampu melakukan metabolisme kolesterol yang berasal dari makanan menjadi bentuk sterol yang tidak dapat diserap oleh usus halus, sehingga yoghurt dapat menurunkan kolesterol. Manfaat

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

lain dari yoghurt adalah mencegah hipertensi, menurunkan berat badan dan penyakit jantung koroner (Kodrati, 2009).

5. Bakteri Probiotik

a. Bakteri Asam Laktat

Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt adalah

Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus adalah

golongan bakteri asam laktat (Lactic Acid Bacteria) karena menghasilkan produk akhir fermentasi berupa asam laktat. Bakteri L. bulgaricus dan S. thermophilus memfermentasi laktosa menjadi asam laktat dan berbagai komponen aroma dan citarasa. L. bulgaricus lebih berperan pada pembentukan aroma, sedangkan S. thermophilus lebih berperan pada pembentukan citarasa. Golongan bakteri asam laktat bersifat Gram positif, tidak membentuk spora dan bersifat tidak sensitif terhadap oksigen, dapat tumbuh dengan atau tanpa oksigen. Golongan bakteri ini terdiri dari genus Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, dan Lactobacillus (Raa, 1978).

Jenis mikroorganisme sebagai starter yoghurt antara lain,

Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophillus, Lactobacillus acidophilus, dan Bifidobacterium. Di Indonesia yang

lazim digunakan adalah L. bulgaricus dan S. thermophillus sedangkan di luar negeri umumnya digunakan starter campuran dua atau tiga macam

mikroba yaitu L. bulgaricus , L. acidophilus, atau Bifidobacterium (Mitsuoka, 1984;Goldin and Gorbach, 1992). Menurut Buchanan and

Gibsson (1975), penggunaan Bifidobacterium sebagai starter memiliki kelemahan yaitu menghasilkan aroma yang menyengat dan sangat tajam pada proses fermentasi susu. Upaya untuk mengurangi atau menetralisir aroma yang kurang enak dalam proses fermentasi susu dapat diupayakan dengan cara mencampurnya dengan bakteri lain. Para peneliti kebanyakan lebih sering menggunakan campuran antara Bifidobacterium dengan L. acidophilus.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

b. Bakteri Probiotik

Bakteri asam laktat terutama dari kelompok Bifidobacteria dan beberapa spesies laktobasili telah diketahui sebagai bakteri probiotik karena berperan penting dalam menjaga fungsi imun. Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sebagai probiotik, diantaranya memiliki aktivitas antimikroba dan antikarsinogenik, mampu berkoloni dalam saluran pencernaan serta mampu meningkatkan penyerapan usus. Lactobacillus dan Bifidobacterium terbukti bahwa merupakan probiotik yang tahan terhadap asam lambung, cairan empedu, mampu menempel pada dinding saluran cerna sehingga melindungi mukosa saluran cerna, dan mampu menghasilkan zat yang berpotensi sebagai antimikroba, berkompetisi dengan mikroorganisme patogen dalam hal nutrisi dan mampu meningkatkan sistem kekebalan tubuh yaitu respon sel-sel fagosit. Komposisi probiotik multipel lebih menguntungkan jika dibanding dengan mikroorganisme tunggal (Gsianturi, 2002). Bakteri-bakteri ini akan mengidentifikasi mikroorganisme patogen berbahaya dan bahan-bahan asing lainnya yang ada dalam tubuh kita. Selama proses ini, sel kekebalan dan antibodi akan bekerja bersama dalam aliran darah untuk menghentikan sebaran virus dan bakteri patogen. Bakteri ini terutama ditemukan pada usus besar bayi yang diberi ASI ; sebanyak 95 % dapat dikulturkan. (Ardiansyah, 2009).

Gambar 2.4 Bifidobacterium sp (Modler, 2006)

Lactobacillus sp. merupakan probiotik yang mampu memfermentasi zat makanan yang tidak dicerna oleh usus membentuk asam laktat, hidrogen peroksida, dan produk-produk lain sehingga akan menghambat bakteri patogen dan ragi. Lactobacillus sp. juga mampu

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

menghasilkan vitamin B (niasin, piridoksin, dan asam folat) serta enzim laktase yang berfungsi memecah laktosa menjadi asam laktat sehingga akan lebih mudah dicerna. Penderita intoleransi laktosa tidak menghasilkan enzim ini sehingga konsumsi Lactobacillus sp. akan menguntungkan untuk pasien-pasien dengan kondisi ini. Bifidobacterium merupakan organisme bersifat heterofermentatif sehingga mampu menghasilkan asam laktat dan asam asetat tetapi tidak menghasilkan CO2.

Menurut Kaplan and Hutkins (2000), tidak seluruh bakteri probiotik dapat memfermentasi FOS, Seluruh strain Lactobacillus acidopholus dan Biffidobacterium dapat memfermentasi FOS. Jenis-jenis bakteri yang dapat memfermentasi dan tidak dapat memfermentasi FOS dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Penggunaan FOS oleh Bakteri Asam Laktat dan Bifidobacterium.

Organism Source Growth on

MRS-FOS

pH

Lactobacillus bulgaricus CR5 USU - 6,4

Lactobacillus bulgaricus CR14 USU + 4,5

Lactobacillus acidophilus 837 ATCC + 4,1

Lactobacillus acidophilus DDS-1 NC + 4,4

Lactobacillus acidophilus NCFM NCSU + 4,3

Lactobacillus lactis 448 USU - 5,6

Lactobacillus casei 685 UNL + 4,9

Lactobacillus strain GG ATCC - 5,9

Streptococcus thermophilus 19987 ATCC - 5,4 Streptococcus thermophilus 14485 ATCC - 5,7 Streptococcus thermophilus 19258 ATCC - 5,5 Bifidobacterium adolescentis 15706 ATCC + 4,5

Bifidobacterium breve 15698 ATCC + 4,4

Bifidobacterium breve 15700 ATCC + 4,6

Bifidobacterium bifidum 15696 ATCC - 5,0

Bifidobacterium infantis 17930 ATCC + 4,4

Bifidobacterium infantis 25962 ATCC + 4,4

Bifidobacterium longum 15708 ATCC + 4,6

Sumber: Kaplan dan Hutkins (2000).

Menurut Winarno dkk (1994), pada mikroorganisme yang melakukan fermentasi, energi yang dihasilkan sedikit sekali karena elektron

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

yang terbentuk tidak diubah menjadi energi tetapi ditangkap oleh asam piruvat sehingga terbentuk asam laktat. Asam laktat terbentuk dari laktosa atau gula lain yang difermentasi oleh bakteri asam laktat. Pada Lactobacillus dan Streptococcus yang bersifat homofermentatif hanya akan menghasilkan asam laktat, sedangkan Berikut perbedaan jalur pembentukan asam laktat antara homofermentatif dan heterofermentatif.

Gambar. 2.5 Jalur pembentukan asam laktat homofermentatif dan heterofermentatif (Gibson and Ruberfroid, 2008)

Bakteri Streptococcus thermophilus memiliki bentuk sel bulat, bentuk koloni soliter, atau berantai, tidak bergerak, tidak memiliki endospora, fakultatif aerob, Gram positif, pH optimum 6,8 dan suhu optimum 40-500C. Bakteri tersebut toleran pada keasaman 0,85-0,89% (Buchanan and Gibbon, 1975). Menurut Bhowmik, et al (1985) dan Brennan, et al (1986), L. acidophilus termasuk bakteri obligat

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

homofermentatif, selnya berbentuk bulat, tidak berspora dan termasuk Gram positif. Bakteri ini tumbuh pada suhu 35-450C, pH optimum 5.5-6.0. Pertumbuhan Lactobacillus acidophilus membutuhkan riboflavin, asam panthotenic, asam folat dan niasin.

6. Antioksidan

Antioksidan adalah substansi yang diperlukan dalam konsentrasi yang sangat kecil untuk mencegah atau menghambat prooksidan. Prooksidan adalah substansi toksik yang dapat menyebabkan kerusakan oksidatif terhadap lemak, protein, dan asam nukleat sehingga mengakibatkan berbagai penyakit (Cao and Prior, 2002).

Menurut Silalahi (2006), antioksidan pangan adalah suatu zat dalam makanan yang menghambat pengaruh buruk dari efek senyawa oksigen yang reaktif (ROS), senyawa nitrogen yang reaktif (SNR) atau keduanya, dalam fungsi fisiologis normal pada manusia. Antioksidan dalam makanan dapat berperan dalam pencegahan berbagai penyakit, meliputi penyakit kardiovaskular, serebrovaskular, kanker, penyakit yang berhubungan dengan penuaan dan lain-lain.

Komponen spesifik dalam kedelai yang tergolong ke dalam antioksidan fitoestrogen adalah isoflavon, protease inhibitor, asam fitat,

saponin, dan β-sitosterol. Komponen-komponen tersebut di dalam tubuh

berfungsi untuk melawan kanker (Wu and Pike, 2002). Namun senyawa aktif yang menonjol dalam kedelai adalah superoksida dismutase dan isoflavon.

Senyawa antioksidan dalam kedelai tergolong senyawa polar, misalnya isoflavon, glikosida, dan aglikon (White and Xing, 1997). King (2002) dalam Winarsi (2008) melaporkan bahwa kedelai mengandung 12 macam isoflavon seperti daidzein dan tiga glukosida konjugasinya yaitu daidzin, asetildaidzin, dan malonildaidzin; genistein dan tiga glukosida konjugasinya yaitu genistin, asetil genistin, malonilgenistin; glisitein dan tiga glukosida konjugasinya yaitu glisitin, asetilglisitin, malonilglisitin.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

Menurut King dan Bignell (2000) dalam Handajani (2002), di dalam biji kacang kedelai dan koro terdapat tiga kelompok isoflavon yaitu: (a) Kelompok aglikon, yang meliputi daidzein, genistein dan glisitein; (b) Kelompok glikosida sederhana; (c) Kelompok malonil- dan asetil-glikosida. Kadar glisitein dan glukosidanya sangat kecil dibandingkan dengan daidzein dan genistein beserta glukosidanya. Oleh karena itu, sebagian besar penelitian dilakukan terhadap daidzein dan genistein beserta glukosidanya. Jumlah isoflavon dalam kedelai bervariasi, bergantung pada jenis kedelai, daerah geografis budidaya, dan cara pengolahannya. Menurut Eldridge and Kwolek (1983) distribusi isoflavon kedelai kering yaitu 0,5-1,1% pada kulit biji, 80,5-91,2% pada hipokotil dan 8,2-18,3% pada kotiledon.

Isoflavon melindungi tubuh dari kanker payudara, uterus, dan prostat yang diinduksi oleh hormon. Isoflavon kedelai juga mampu menekan gejala menopause dengan cara memodulasi aktivitas estrogen endogen ketika senyawa tersebut berikatan dengan reseptor estrogen (Winarsi, 2008). Sedangkan mekanisme kerja isoflavon (genistein, daidzein) sebagai antiatherosklerosis adalah dengan menurunkan tingkat kholesterol plasma, menghambat proliferasi sel, dan menghambat oksidasi lipoprotein (Fuhrman and Aviram, 2002).

Wuryani (1994) dalam Handajani (2002) mengatakan bahwa selama proses perendaman kedelai, isoflavon glukosida (daidzin dan genistin) dihidrolisa oleh glukosidase menjadi bentuk aglikon (daidzein dan genistein) yang lebih aktif sebagai antioksidan. Suyanto (1995) dalam Handajani (2002) mengatakan bahwa fermentasi tempe telah mengubah bentuk isoflavon yang tidak larut menjadi bentuk larut daidzein, genistein, glisitein, dan faktor II (6,7,4 tri-hidroksiisoflavon). Faktor II bersifat sebagai antioksidan, antihemolisis, antifertil, antikolesterol dan antikanker. Faktor II sangat menarik perhatian berkaitan dengan kekuatan antioksidannya 10 kali lebih besar daripada vitamin A dan 3 kali lebih besar dari aglikon lain (Jha, 1985 dalam Handayani, 2002).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

B. Kerangka Berfikir

Gambar 2.6 Skema Kerangka Berfikir Tempe

Sumber antioksidan berupa likopen,

zeaxanthin

Kedelai Jagung

Sumber prebiotik alami berupa FOS

Yoghurt tempe kombinasi

Aktivitas pertumbuhan bakteri probiotik?

Asam laktat pH yoghurt? Aktivitas antioksidan? Sumber prebiotik

alami berupa GOS Sumber antioksidan

berupa likopen, zeaxanthin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Proses Bahan Pangan dan Hasil Pertanian Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penelitian direncanakan pada bulan April-Oktober 2010.

B. Bahan dan Alat

1. Bahan

Bahan utama dalam penelitian ini adalah tempe yang dibuat dari kedelai, jagung dan kombinasi kedelai dan jagung. Kedelai diperoleh dari tempat pembuatan industri tempe. Jagung berupa jagung pipilan yang telah digiling kasar. Starter yoghurt digunakan yoghurt komersial merk Yummy, yang berisi bakteri probiotik L. acidhopillus LA5, Bifidobacteria BB12, dan S. thermophillus. Bahan pembantu yang digunakan adalah ragi tempe merk “Raprima” yang diproduksi oleh PT. Aneka Fermentasi Industri (Bandung), daun pisang, dan air bersih. Sedangkan bahan – bahan kimia yang digunakan untuk analisis sampel antara lain

a. Analisis total bakteri probiotik : Media de Man Rogosa and Sharpe (MRS) agar untuk pertumbuhan BAL, dan aquades.

b. Analisis kadar asam laktat dan pH : NaOH 0,01N, indikator fenolftalen (pp) 1% trayek pH 8-10.

c. Analisis Aktivitas Antioksidan : methanol, larutan 2,2-diphenyl- 1-picrylhydrazyl (DPPH).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

2. Alat

Peralatan untuk analisis sampel antara lain :

a. Analisis total bakteri probiotik: Laminar Flow (LAF), inkubator, cawan petri, pipet ukur 1ml, tabung reaksi, erlenmeyer 250 ml, bunsen spirtus, dan rak tabung reaksi

b. Analisis kadar asam laktat dan pH : pHmeter, buret, pipet tetes, erlenmeyer 100 ml.

c. Analisis Aktivitas Antioksidan : spektrofotometer UV-Vis 1420 thermo spectronic, timbangan analitik (Denfer Instrumen buatan USA), erlenmeyer 125 ml, pipet volume 5 ml dan pro pipet, mikropipet, vortex mixer, dan tabung reaksi.

C. Tahapan Penelitian

1. Pembuatan Tempe kedelai dan tempe kombinasi

Metode pembuatan tempe kedelai berdasarkan metode pembuatan Kasmidjo (1990) dengan modifikasi penelitian, yaitu dengan dua kali perendaman dan dua kali perebusan. Diawali dari

kedelai direndaman dalam air selama dua jam dan direbus selama 30 menit. Kedelai direndam kembali selama 24 jam, pengupasan kulit.

Kedelai direbus kembali selama 30 menit kemudian ditiriskan dan dikeringanginkan sebelum diinokulasi.

Untuk pembuatan tempe kombinasi, sebelum diinokulasi kedelai dicampur dahulu dengan jagung, dengan persentase jagung 10%. Jagung sebelumnya juga mengalami perlakuan pendahuluan yaitu direndam selama 5 jam dan dikukus sampai lunak. Campuran kedelai dan jagung diinokulasi dengan bubuk ragi sebanyak 2% (bb). Kedelai dan jagung yang telah siap dibungkus dengan daun pisang dan difermentasi selama 48 jam

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

2. Pembuatan tempe jagung

Pembuatan tempe jagung hampir sama seperti pembuatan tempe kedelai yaitu jagung direndam selama 5 jam kemudian dikukus hingga lunak, ditiriskan, dikeringanginkan dan diinokulasi. Kemudian dibungkus daun pisang untuk difermentasi selama 36 jam

Gambar 3.1 Pembuatan Tempe kombinasi

(sumber: sentra pembuatan tempe dengan modifikasi penelitian)

Perendaman I (2 jam) Perebusan I (30 menit) Perendaman II (24 jam)

Pengupasan kulit

Penirisan Inokulasi

Pembungkusan dengan daun pisang Sortasi

Ragi tempe

Kedelai

Fermentasi Perebusan II (30 menit)

Jagung giling kasar (10 %)

Pencucian (± 1 L air)

Perendaman semalam (± 5 jam)

Pengukusan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

3. Pembuatan starter

Starter yoghurt yang digunakan berupa yoghurt komersial dengan merk Yummy. Yogurt Yummy mengalami perlakuan pendahuluan untuk pembutan starter induk yaitu dengan menginokulasikan yoghurt Yummy secara aseptis sebanyak 25 ml ke dalam 50 ml susu tempe yang kemudian difermentasi selama 8 jam pada suhu 400C. Starter induk dibuat untuk mengadaptasikan terlebih dahulu bakteri probiotik dalam yoghurt Yummy supaya dapat bertahan hidup dalam substrat susu tempe yang karakternya berbeda dengan susu sapi. Starter induk diinokulasikan sebanyak 5% dalam susu tempe yang akan dibuat yogurt.

4. Pembuatan yogurt tempe

Tempe yang telah terbentuk dengan baik (kompak) sebanyak 250 gram dipotong-potong dadu kemudian direbus terlebih dahulu selama 5 menit. Tujuan perebusan untuk mematikan Rhizopus sp. pada tempe. Tempe dihaluskan dengan blender dan ditambah air hangat sehingga menjadi bubur tempe. Penambahan air dengan perbandingan 1:3 antara berat tempe dan air. Bubur tempe disaring menggunakan kain saring (hero). Hasil penyaringan bubur tempe merupakan susu tempe.

Susu tempe sebelumnya ditambahkan susu skim sebanyak 15% kemudian dipasteurisasi selama 15-30 menit pada suhu 70-800C. Susu tempe didiamkan sampai bersuhu 400C. Suhu tersebut merupakan suhu optimal pertumbuhan bakteri probiotik. Susu kemudian diinokulasi secara aseptis dengan starter sebanyak 5%. Analisis yang dilakukan terhadap yoghurt selama proses fermentasi yaitu analisis total bakteri

probiotik, kadar asam laktat dan pH setiap jam pengamatan (jam ke 0- 12) dan aktivitas antioksidan pada jam pengamatan 0,3,6,9

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

Gambar 3.2 Pembuatan Yogurt Tempe (Modifikasi Bani, 2007) Hasil tirisan disaring dan diperas dengan kain kasa bersih

Tempe 250 gram dipotong kecil-kecil berukuran1 cm persegi

Ditiriskan sampai kering Direbus kurang lebih 5 menit

Digiling dan diblender dengan menambahkan sedikit air hangat dengan perbandingan 1:3

susu tempe

Dipasteurisasi dengan merebusnya pada suhu antara 70-800C selama 15-30 menit

Ditambahkan susu skim sebanyak 15%

Didinginkan Sampai 400C

Dinokulasikan starter secara aseptis sebanyak 5% dari volume susu tempe

Yoghurt tempe

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

5. Analisis Sampel

a. Analisis total bakteri probiotik dan pH

Analisis total bakteri probiotik dan kadar asam laktat dilakukan setiap interval satu jam sekali selama 12 jam proses fermentasi yoghurt. Penentuan total bakteri probiotik yoghurt secara kuantitatif dilakukan dengan perhitungan bakteri secara tidak langsung menggunakan metode hitungan cawan atau Total Plate Count (TPC) (Yutono, 1983). Seri pengenceran bertingkat dari 10-1

sampai 10-6. Sampel diinokulasi sebanyak 1 ml secara cawan tuang (pour plate method) ke dalam media de Man Rogosa and Sharpe

(MRS) sebagai media selektif bakteri probiotik, kemudian diinkubasi pada suhu 400C selama 48 jam. Jumlah koloni yang memenuhi syarat penghitungan yaitu antara 30-300 koloni.

Analisis pH dengan menggunakan alat pHmeter, sedangkan analisis kadar asam laktat dilakukan dengan Metode Titrimetri NaOH 0,01N menurut Soewedo (1994), pengamatan dilakukan setiap jam dari jam ke 0-12. Hasil pengamatan dibuat kurva yang menunjukkan hubungan antara log total bakteri probiotik, kadar asam laktat dan pH dengan waktu fermentasi. Log total bakteri probiotik, kadar asam laktat dan pH diplotkan sebagai ordinat (sumbu y) dan waktu fermentasi sebagai absis (sumbu x).

b.Analisis Aktivitas Antioksidan

Analisis aktivitas antioksidan ini dilakukan dengan metode DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) ( Subagio and Morita, 2001). Prinsip analisis ini adalah senyawa antioksidan dalam sampel bereaksi dengan radikal DPPH melalui mekanisme donasi atom hidrogen dan menyebabkan terjadinya peluruhan warna DPPH dari ungu ke kuning, yang diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 517 nm (Blois, 1958 dalam Hanani dkk, 2005). Semakin pudar warna yang dihasilkan (kuning), maka aktivitas antioksidannya semakin tinggi, dan sebaliknya.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

Analisis aktivitas antioksidan dilakukan pada sampel saat berupa tempe dan yoghurt tempe yang difermentasi pada jam ke-0,3,6,9, dan 12. Uji aktivitas antioksidan untuk mengetahui apakah dalam yoghurt masih terkandung antioksidan, dikarenakan pada kedelai dan jagung banyak mengandung antioksidan. Tahapan analisis aktivitas antioksidan dapat dilihat pada gambar 3.3. Aktivitas antioksidan dihitung dengan rumus:

Aktivitas antioksidan (%) = 1 _÷÷ x 100% ø

ö çç

è æ

-kontrol absorbansi

sampel absorbansi

Gambar 3.3 Skema Analisis Aktivitas Antioksidan Sumber: ( Subagio and Morita, 2001) 0,05 gram tempe / 1 ml yoghurt

Vortex (5000 rpm)

Penyimpanan di ruang gelap 30 mnt Pengenceran

10 ml methanol

Dibiarkan 1 malam

Pengambilan 100 µl

Pengenceran 1 ml 0,1 mM DPPH

+ 4,9 ml methanol

Homogenisasi dengan vortex (5000 rpm)

Penyimpanan di ruang gelap 30 menit

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

D. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan tiga perlakuan. Masing-masing perlakuan dilakukan 2 kali ulangan analisis. Adapun perlakuan tersebut adalah yoghurt dari substrat tempe kedelai, tempe jagung dan tempe kombinasi. Pada tempe kombinasi perbandingan kedelai dan jagung sebanyak 10%. Sebagai kontrol dalam penelitian adalah yoghurt dari susu skim dengan 15% susu skim.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengaruh Perbedaan Substrat Terhadap Total Bakteri Probiotik Yoghurt

Variasi substrat untuk pembuatan yoghurt terdiri dari, yoghurt tempe kedelai, yoghurt tempe jagung, dan yoghurt tempe kombinasi, sedangkan sebagai kontrol berupa yoghurt susu skim 15%. Tempe kombinasi merupakan tempe dari campuran kedelai 90% dan jagung 10%. Penggunaan yoghurt susu skim 15% sebagai kontrol dikarenakan untuk mengetahui substrat yang paling baik digunakan jika ditambahkan dengan susu skim 15%. Substrat yang paling baik dilihat dari karakter yoghurt yang dihasilkan yaitu dengan total bakteri probiotik tertinggi, kadar asam laktat dan pH sesuai SNI (01-2981-1992) dan memiliki aktivitas antioksidan tertinggi. Fermentasi yoghurt dilakukan selama 12 jam pada

suhu 400C. Pengujian total bakteri probiotik dilakukan tiap satu jam sekali mulai

dari jam ke-0 hingga jam ke-12. Hasil pengujian total bakteri probiotik dan pH

yoghurt dari berbagai substrat disajikan pada Tabel.4.1

Tabel 4.1. Total bakteri probiotik yoghurt dengan berbagai variasi substrat selama proses fermentasi

Pengamatan jam ke-

kontrol Tempe kedelai Tempe jagung Tempe kombinasi

∑ sel

(cfu/ml)

pH ∑ sel

(cfu/ml)

pH ∑ sel

(cfu/ml)

pH ∑ sel

(cfu/ml)

pH

0 1,4x106 6,8 2,2x106 6,4 1,5x107 5,2 1,0x107 5,8

1 2,1x106 6,8 2,7x106 6,2 1,8x107 4,8 1,2x107 5,7

2 1,2x107 6,7 2,9x106 6,1 2,2x107 4,7 1,4x107 5,4

3 2,0x107 6,5 2,9x106 5,8 2,6x107 4,5 2,1x107 5,1

4 2,4x107 6,1 1,2x107 5,5 3,2x107 4,4 2,3x107 4,7

5 2,9x107 5,9 2,7x107 5,2 5,5x107 4,3 3,1x107 4,5

6 5,2x107 5,6 8,1x107 5,0 2,2x108 4,2 5,1x107 4,4

7 9,3x107 5,4 1,5x108 4,8 3,0x108 4,1 2,5x108 4,3

8 7,6x107 5,1 1,2x108 4,6 2,8x108 4,0 1,8x108 4,1

9 2,5x107 4,9 4,3x107 4,4 2,7x108 3,9 1,7x108 3,9

10 1,9x107 4,6 3,0x107 4,0 1,9x108 3,8 8,7x107 3,8

11 1,2x107 4,4 1,9x107 3,9 9,4x107 3,7 1,9x107 3,7

12 3,0x106 4,2 7,8x106 3,8 6,7x107 3,6 1,4x107 3,8

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

Pada penelitian variasi substrat yang digunakan berupa susu tempe kedelai, susu tempe jagung, dan susu tempe kombinasi. Pada yoghurt tempe jagung, sumber karbon didapat dari susu skim dan gula pada tempe jagung. Proses fermentasi tempe akan mengubah pati pada jagung menjadi glukosa. Pada jagung semula hanya memiliki kandungan glukosa, fruktosa, dan sukrosa berkisar antara 1-3% dan sebagian besar komponen jagung tersusun dari pati sebanyak 72,4%, akan tetapi selama proses fermentasi menjadi tempe oleh ragi tempe yaitu

Rhizopus akan mengubah pati menjadi monosakarida dan disakarida. Rhizopus

menghidrolisis pati menjadi gula dengan menggunakan enzim amilase.

Dalam keadaan aerob, Rhizopus banyak menghasilkan enzim amilase

(Crueger and Crueger, 1984). Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim, yaitu substrat, nilai pH, dan suhu. Adanya substrat berupa pati

dalam medium produksi dapat memicu kerja enzim amilase

(Pujoyuwono dkk, 1997). Hasil hidrolisis amilase mula-mula akan menghasilkan dekstrin, dekstrin tersebut kemudian dipotong-potong lagi menjadi campuran antara glukosa, maltosa, maltotriosa, dan ikatan lain yang lebih panjang. Enzim amilase akan menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu glukosa. Maka ketika tempe jagung dibuat menjadi susu tempe jagung dalam susu tempe jagung akan banyak mengandung glukosa.

Berbeda dengan tempe jagung, pada tempe kedelai kandungan gula lebih

banyak dalam bentuk oligosakarida. Menurut Shallberger et al (1967) dalam

Kasmidjo (1990), kandungan karbohidrat awal kedelai berupa sukrosa (4,53%), stakhiosa (2,73%) dan glukosa, galaktosa, fruktosa. Sehingga dalam susu tempe kedelai lebih banyak mengandung oligosakarida dan glukosa dalam jumlah sedikit. Sedangkan untuk susu tempe kombinasi karena dibuat dari kombinasi kedelai 90% dan jagung 10% maka sebagian besar kandungannya berupa oligosakarida. Akan tetapi adanya jagung akan memicu enzim amilase pada

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

kandungan glukosa dalam susu tempe kombinasi lebih banyak daripada kandungan glukosa susu tempe kedelai.

Berdasarkan tabel 4.1 pengamatan, perbedaan total bakteri probiotik sudah

terlihat dari pengamatan jam ke-0. Hal ini dikarenakan perbedaan substrat starter induk yang digunakan. Starter induk berupa yoghurt Yummy yang diinokulasikan ke masing-masing substrat tersebut, yaitu susu tempe kedelai, susu tempe jagung,

susu tempe kombinasi. Ketiganya difermentasi selama 8 jam pada suhu 400C.

Starter induk dibuat untuk mengadaptasikan terlebih dahulu bakteri probiotik dalam yoghurt Yummy supaya dapat bertahan hidup dalam substrat baru. Dari starter induk ini kemudian digunakan sebagai starter siap pakai untuk pembuatan yoghurt.

Selama proses pengadaptasian bakteri probiotik tumbuh sehingga total bakteri probiotik bertambah, pertambahan bakteri probiotik pada masing starter induk berbeda karena substrat yang digunakan berbeda. Substrat yang berbeda mengandung nutrisi yang berbeda, dan nutrisi merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan sel. Pada pengamatan jam ke-0 total bakteri

probiotik tertinggi pada yoghurt tempe jagung yaitu sebesar 1,5x107 cfu/ml,

yoghurt tempe kombinasi sebesar 1,0x107 cfu/ml, dan terendah pada yoghurt

tempe kedelai sebesar 2,2x106 cfu/ml. Tingginya total bakteri probiotik pada

yoghurt tempe jagung karena susu jagung paling banyak mengandung glukosa sehingga selama proses pengadaptasian lebih banyak glukosa yang difermentasi untuk pertumbuhan.

Proses fermentasi yoghurt dilakukan selama 12 jam, selama proses fermentasi terjadi peningkatan total bakteri probiotik pada semua sampel, peningkatan total bakteri probiotik dimulai dari jam ke-0 hingga jam ke-7. Total bakteri probiotik tertinggi terjadi pada fermentasi jam ke-7 dan kembali menurun mulai fermentasi jam ke-8. Pola pertumbuhan bakteri probiotik tiap jamnya mengikuti pola pertumbuhan bakteri yang terdiri dari tiap-tiap fase pertumbuhan. Pola pertumbuhan bakteri probiotik melewati fase-fase pertumbuhan yaitu fase

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

lag, fase log, fase stasioner dan fase kematian. Hubungan antara waktu fermentasi

dan total bakteri probiotik dapat dilihat pada gambar 4.1, yang juga

menggambarkan pola pertumbuhan total bakteri probiotik tiap jam selama proses fermentasi.

Gambar 4.1. Hubungan waktu fermentasi dengan log total bakteri probiotik pada berbagai sampel yoghurt

Pada awal pertumbuhan bakteri probiotik akan mengalami fase lag. Selama fase lag pertumbuhan bakteri probiotik masih sangat rendah, dikarenakan pada fase ini bakteri probiotik masih menyesuaikan dengan lingkungannya yang baru yaitu substrat tempat tumbuhnya. Menurut Pangestuti (1996), dalam proses penyesuaian diri tersebut beberapa bakteri probiotik akan mati sedangkan bakteri probiotik yang kuat akan mampu bertahan hidup dan memperbanyak diri. Fase lag pada masing-masing sampel berlangsung pada waktu yang berbeda. Kecepatan fase lag dipengaruhi oleh substrat karena substrat mempengaruhi

kemampuan bakteri probiotik dalam memfermentasi substrat untuk

pertumbuhannya. Semakin kompleks senyawa maka lebih membutuhkan waktu yang lama untuk dihidrolisis. Karbohidrat dalam bentuk polisakarida akan lebih

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

sulit dihidrolisis dibandingkan karbohidrat dalam bentuk monosakarida. Karena dalam bentuk polisakarida harus dirubah terlebih dahulu menjadi senyawa yang lebih sederhana yaitu glukosa.

Pada yoghurt tempe jagung dan yoghurt kontrol fase lag terjadi pada jam ke-0 sampai jam ke-1. Sedangkan yoghurt tempe kedelai dan yoghurt tempe kombinasi fase lag mulai jam ke-0 hingga jam ke-2. Yoghurt tempe jagung fase lag lebih pendek dari yoghurt tempe kedelai dan yoghurt tempe kombinasi. Hal ini dikarenakan pada tempe jagung lebih banyak mengandung glukosa dibandingkan tempe kedelai yang banyak mengandung oligosakarida sehingga lebih mudah difermentasi untuk dimanfaatkan untuk energi pertumbuhan bakteri probiotik.

Setelah fase lag bakteri probiotik akan memasuki fase log. Fase pertumbuhan bakteri probiotik yang meningkat drastis merupakan fase logaritmik. Pada fase logaritmik sel-sel bakteri probiotik akan tumbuh dan membelah diri secara eksponensial sampai jumlah maksimum. Peningkatan total bakteri probiotik terjadi karena bakteri probiotik mulai memanfaatkan nutrisi pada substrat untuk melakukan pembelahan sel. Ketersediaan nutrisi yang memadai dalam substrat akan dimanfaatkan oleh bakteri probiotik untuk tumbuh dan berkembang sehingga total bakteri probiotik terus meningkat hingga mencapai

total tertinggi. Jika dilihat pada tabel 4.1, total bakteri probiotik tertinggi

berlangsung pada jam ke-7 yang kemudian akan mulai memasuki fase stasioner dimana pertumbuhan bakteri probiotik akan berhenti dan total bakteri probiotik akan terus menurun.

Lamanya fase log juga berbeda pada masing-masing substrat. Berbeda dengan fase lag, fase log untuk yoghurt tempe kedelai dan yoghurt tempe kombinasi lebih singkat yaitu mulai jam ke-2 sampai jam ke-6. Sedangkan fase log yoghurt tempe jagung mulai jam ke-1 sampai jam ke-6. Lebih singkatnya fase log pada yoghurt tempe kedelai dikarenakan memiliki kondisi pH yang cocok bagi pertumbuhan bakteri probiotik yaitu pH dari 6,1 menjadi 5,0. Kondisi pH

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

yang sesuai akan mendukung bakteri probiotik untuk tumbuh optimum. Bakteri

Streptococcus thermophilus mempunyai pH optimum 6,8;

Lactobacillus acidophillus 5,5-6,0 dan dapat tumbuh dengan baik pada pH

5,0-7,0, sedangkan Bifidobacterium tumbuh optimum pada pH 6,0-7,0 dan masih

dapat tumbuh pada pH antara 5,0-8,0.

Yoghurt tempe kombinasi pada fase log memiliki pH 5,4 menjadi 4,4,

sedangkan pada yoghurt tempe jagung memiliki pH 4,8 dan turun sampai 4,2.

Jay (1978), mengatakan bahwa Streptococcus thermophilus kurang tahan pada pH

4,2-4,4, beberapa strain dapat tumbuh pada pH 4,0-4,5. Bifidobacterium dapat

tumbuh pada pH 5,0-8,0 dan L. acidophilus dapat tumbuh baik pada pH 5,0-7,0.

Rendahnya pH pada yoghurt tempe jagung karena adanya pembentukan asam lain

yaitu asam asetat dari Bifidobacterium selain juga dihasilkan asam laktat.

Total bakteri probiotik tertinggi pada masing-masing sampel yaitu, yoghurt

kontrol sebesar 9,3x107 cfu/ml, yoghurt tempe kedelai 1,5x108 cfu/ml, yoghurt

tempe jagung 3,0x108 cfu/ml, dan yoghurt tempe kombinasi sebesar

2,5x108 cfu/ml. Pada jam ke-8 mulai terjadi penurunan total bakteri probiotik

secara drastis pada jam ke-10 sampai jam ke-12. Menurut Saripah (1983), menyebutkan bahwa aktivitas bakteri menurun karena terhambat oleh keasaman yang dihasilkan. Selain dengan pertumbuhannya yang semakin cepat, maka akan semakin banyak gula reduksi yang dimanfaatkan baik untuk pertumbuhannya maupun untuk membentuk asam laktat, sehingga kadar gula reduksinya semakin menurun. Dengan menurunnya gula reduksi mengakibatkan substrat yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan bakteri juga berkurang sehingga substrat ini akan habis. Jika substrat dalam media habis, maka pertumbuhan bakteri probiotik pun akan menurun karena bakteri probiotik kekurangan nutrisi untuk petumbuhan. Pada fase kematian, kecepatan kematian bakteri probiotik terus meningkat sedangkan kecepatan pembelahan sel nol. Meskipun demikian, penurunan total bakteri probiotik hidup ini tidak sampai nol. Dalam jumlah minimum tertentu bakteri probiotik akan tetap bertahan dalam medium tersebut. Total bakteri

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

probiotik pada jam ke-12 yoghurt kontrol 3,0x106 cfu/ml; yoghurt tempe kedelai

7,8x106 cfu/ml; yoghurt tempe jagung 6,7x107 cfu/ml; yoghurt tempe kombinasi

1,4x107 cfu/ml.

Dari tabel 4.1 dapat dilihat dari semua variasi substrat yang digunakan

total bakteri probiotik tertinggi baik pada awal fermentasi, fase logaritmik dan akhir fermentasi terdapat pada yoghurt tempe jagung dan terendah yoghurt tempe kedelai. Adanya perbedaan kecepatan pertumbuhan sel dipengaruhi oleh kondisi media tempat tumbuh seperti pH dan suplemen zat gizi atau nutrisi. Selain itu juga dipengaruhi faktor lingkungan seperti suhu, ketersediaan oksigen, dan kelembaban udara. Semakin baik nutrien dalam substrat yaitu mengandung nutrisi yang dibutuhkan bakteri probiotik maka pertumbuhan bakteri probiotik akan semakin cepat dan semakin tinggi kecepatan pertumbuhan maka total bakteri probiotik yang dihasilkan semakin banyak sehingga akan terjadi peningkatan total bakteri probiotik.

Nutrisi pada substrat yang paling berpengaruh untuk pertumbuhan bakteri probiotik yaitu kandungan gula pada substrat. Kadar gula pada bahan akan mempengaruhi kecepatan pertumbuhan sel selama proses fermentasi karena nutrien yang mengandung gula akan memberi energi bagi proses metabolisme. Pemecahan gula dalam sel bakteri probiotik akan menghasilkan energi untuk aktivitas bakteri probiotik sehingga dihasilkan asam laktat. Dalam fermentasi, gula digunakan sebagai substrat untuk pertumbuhan baik jumlah maupun ukuran sel.

Tingginya total bakteri probiotik yoghurt tempe jagung dikarenakan pada susu tempe jagung memiliki kandungan gula paling banyak dibandingkan substrat lainnya. Kandungan gula pada jagung paling banyak berupa glukosa. Sehingga diasumsikan bahwa pertumbuhan bakteri probiotik pada yoghurt akan lebih dahulu memfermentasi glukosa sebagai sumber energinya, karena semua bentuk gula harus dirubah menjadi glukosa untuk dirubah menjadi asam laktat. Hal ini menunjukkan adanya kandungan FOS dan GOS pada kedelai dan jagung tidak

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

semuanya dapat dimanfaatkan untuk difermentasi sebagai sumber energi. Hal ini

didukung oleh penelitian Jen-Horng Tsen et al (2004), dalam penelitiannya yang

menggunakan pisang sebagai substrat untuk pertumbuhan L. acidophilus CCRC

10695 menyatakan sumber FOS pada pisang selama proses fermentasi tidak mengalami perubahan yang signifikan, karena pisang merupakan buah-buahan yang banyak mengandung glukosa. Karena FOS dan GOS tidak terfermentasi maka kandungan FOS dan GOS yang masih terdapat dalam yoghurt sebagai sumber prebiotik dalam produk yoghurt.

Total bakteri probiotik yang dihasilkan pada semua variasi substrat lebih tinggi dari total bakteri probiotik pada yoghurt kontrol. Selain itu total bakteri probiotik pada akhir fermentasi untuk keempat jenis yoghurt yang diuji masih memenuhi syarat sebagai minuman probiotik. Menurut International Dairy Federation dalam Indratiningsih dkk (2004), jumlah minimal bakteri probiotik

hidup untuk dapat berperanan untuk kesehatan adalah 106 cfu/ml. Maka agar

didapatkan yoghurt dengan total bakteri probiotik tertinggi, lamanya fermentasi sebaiknya dihentikan pada jam ke-7 yang merupakan fase eksponensial pertumbuhan bakteri probiotik.

B. Pengaruh Perbedaan Substrat Terhadap Kadar Asam Laktat dan pH Yoghurt

Bakteri Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidhopillus, dan

Bifidobacterium merupakan bakteri pembentuk asam laktat yang berperan dalam produksi yoghurt. Ketiga bakteri tersebut merombak laktosa menjadi asam laktat dalam susu fermentasi. Dengan adanya aktivitas bakteri asam laktat, maka laktosa yang ada dalam yoghurt akan mengalami penurunan dan terjadi kenaikan kadar asam laktat.

Dengan terbentuknya asam laktat akan mempengaruhi nilai keasaman pada yoghurt. Pemecahan gula dalam sel bakteri probiotik akan menghasilkan energi untuk aktivitas bakteri probiotik sehingga dihasilkan asam laktat. Asam laktat kemudian tersekresikan keluar sel dan akan terakumulasi dalam cairan fermentasi

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

sehingga menyebabkan penurunan pH yoghurt dan peningkatan keasaman produk (Widowati dan Misgiyarta, 2002). Senada dengan Buckle dkk (1987), bakteri probiotik menghasilkan sejumlah besar asam laktat sebagai hasil dari metabolisme gula. Asam laktat yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam dan menyebabkan terbentuknya koagulasi. Kadar asam laktat dalam yoghurt juga dipengaruhi oleh jumlah penambahan sukrosa.

Bifidobacterium adalah bakteri yang termasuk kelompok nonpatogen heterofermentatif, artinya disamping menghasilkan asam laktat, juga asam asetat,

etanol dan CO2 (Lindquist, 1998). Sedangkan Lactobacillus merupakan kelompok

bakteri nonpatogen homofermentatif yaitu sebagian besar memproduksi asam laktat. Hasil pengujian kadar asam laktat dan pH masing-masing sampel yoghurt

dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Kadar Asam Laktat dan pH pada Yoghurt Variasi Substrat

Jam ke-

Yoghurt kontrol Yoghurt tempe kedelai Yoghurt tempe jagung

Yoghurt tempe kombinasi Kadar Asam

laktat (%)

pH Kadar Asam laktat (%)

pH Kadar Asam laktat (%)

pH Kadar Asam laktat (%)

pH

0 0,21 6,8 0,21 6,4 0,98 5,2 0,59 5,8

1 0,26 6,8 0,26 6,2 1,01 4,8 0,62 5,7

2 0,43 6,7 0,28 6,1 1,02 4,7 0,62 5,4

3 0,45 6,5 0,31 5,8 1,02 4,5 0,63 5,1

4 0,52 6,1 0,35 5,5 1,03 4,4 0,69 4,7

5 0,52 5,9 0,59 5,2 1,05 4,3 0,69 4,5

6 0,54 5,6 0,62 5,0 1,07 4,2 0,73 4,4

7 0,56 5,4 0,64 4,8 1,09 4,1 0,74 4,3

8 0,61 5,1 0.70 4,6 1,11 4,0 0,77 4,1

9 0,64 4,9 0,73 4,4 1,11 3,9 0,82 3,9

10 0,65 4,6 0,78 4,0 1,11 3,8 0,97 3,8

11 0,69 4,4 0,80 3,9 1,12 3,7 0,99 3,7

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

36

Menurut Winarno (1997), kenaikan keasaman atau penurunan pH akan membantu penghambatan bakteri patogen. Asam laktat merupakan produk yang dihasilkan BAL sebagai aktivitas fermentasi gula, sehingga kadar asam laktat dalam yoghurt dipengaruhi oleh total bakteri probiotik yoghurt. Semakin banyak bakteri probiotik maka hasil metabolisme asam laktat akan semakin banyak. Kenaikan kadar asam laktat dalam fermentasi susu selalu berbanding lurus dengan penurunan pH yoghurt, artinya semakin besar kadar asam laktat yang terbentuk selama fermentasi maka pH yoghurt semakin turun sehingga akan menimbulkan rasa asam.

Kadar asam laktat pada semua sampel yoghurt dari jam ke-0 hingga jam ke-12 fermentasi jumlahnya terus meningkat. Sedangkan pH yoghurt akan terus menurun seiring dengan kenaikan kadar asam laktat. Pada jam ke-12 fermentasi kadar asam laktat yoghurt kontrol 0,73% dengan pH 4,2; yoghurt tempe kedelai 0,86% asam laktat dan pH 3,8; yoghurt tempe jagung 1,12% kadar asam laktat dengan pH 3,6; dan yoghurt tempe kombinasi dengan kadar asam laktat 1,08% dan pH 3,8.

Menurut SNI (01-2981-1992), kadar asam laktat dalam yoghurt berkisar antara 0,5-2 % dan pH 4,0-4,5. Dari data yang dihasilkan, semua substrat yang digunakan memiliki kadar asam laktat yang sesuai dengan SNI (01-2981-1992), akan tetapi pH nya tidak sesuai dengan standar SNI. Agar didapatkan pH yang sesuai SNI (01-2981-1992) maka fermentasi dihentikan hingga jam ke-7, yang juga merupakan fase eksponensial dan juga pada jam ke-7 didapatkan total bakteri probiotik tertinggi. Pada jam ke-7 fermentasi pH yoghurt tempe kedelai sebesar 4,8, yoghurt tempe jagung 4,1 dan yoghurt tempe kombinasi sebesar 4,3.

Yoghurt supaya dapat mencapai kadar asam 0,85-0,90% maka sebaiknya

fermentasi yoghurt diakhiri jika keasaman sudah mencapai 0,65-0,75%. Lampert (1970) menambahkan, bahwa lamanya pemeraman didasarkan pada

terbentuknya kadar asam laktat normal adalah 0,85-0,95%. Untuk mencapai keasaman yoghurt 0,90 %, maka fermentasi yoghurt harus diakhiri pada saat

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

37

mencapai keasaman 0,75% (Wittier and Webb, 1970). Yoghurt akan berubah derajat keasamanya jika disimpan pada suhu rendah. Sehingga lebih baik fermentasi yoghurt pada sampel dihentikan pada jam ke-7 fermentasi yaitu pada waktu bakteri probiotik mencapai fase log agar didapatkan kadar asam laktat dan pH yang sesuai dan total bakteri probiotik tertinggi.

C. Pengaruh Perbedaan Substrat Terhadap Aktivitas Antioksidan Yoghurt

Analisis aktivitas antioksidan dilakukan pada tempe dan yoghurt tempe yang difermentasi pada jam ke-0,3,6,9, dan 12. Aktivitas antioksidan pada sampel awal yaitu susu bubuk skim, tempe kedelai, tempe jagung dan tempe kombinasi

dapat dilihat pada tabel 4.3, sedangkan perubahan aktivitas antioksidan selama

fermentasi yoghurt dapat dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.3 Aktivitas Antioksidan Pada Sampel Bahan Awal

Pada bahan awal yaitu berupa tempe dilakukan uji aktivitas antioksidan, bertujuan untuk mengetahui perubahan aktivitas antioksidan dari tempe dan setelah diproses menjadi yoghurt. Adanya aktivitas antioksidan pada bahan baku diharapkan akan menambah nilai fungsional pada yoghurt. Sehingga selain mengandung bakteri probiotik pada yoghurt juga mengandung aktivitas antioksidan.

Aktivitas antioksidan tertinggi pada tempe kedelai yaitu sebesar 75,00%, tempe jagung 39,20% dan pada tempe kombinasi sebesar 68,74%. Tingginya aktivitas antioksidan pada tempe bersumber dari tingginya kandungan isovlafon kedelai. Senyawa isoflavon merupakan senyawa metabolit sekunder yang banyak disintesis oleh tanaman. Pada tanaman kedelai, kandungan isoflavon yang lebih tinggi terdapat pada biji kedelai, khususnya pada bagian hipokotil (germ) yang

Sampel Aktivitas antioksidan (%)

Susu skim (kontrol) 28,00

Tempe Kedelai 75,00

Tempe Jagung 39,20

akan tumbuh menjadi tanaman. Kandungan isoflavon pada kedelai berkisar 2-4 mg/g kedelai (Anonim, 2008b). Senyawa isoflavon ini pada umumnya berupa

senyawa kompleks atau konjugasi dengan senyawa gula melalui ikatan glukosida.

Jenis senyawa isoflavon ini terutama adalah Genistin, Daidzin, Glisitin (Pradana, 2008).

Selama proses pengolahan, baik melalui proses fermentasi maupun proses nonfermentasi, senyawa isoflavon dapat mengalami transformasi, terutama melalui proses hidrolisa sehingga dapat diperoleh senyawa isoflavon bebas yang disebut aglukon yang lebih tinggi aktivitasnya. Senyawa aglukon tersebut adalah Genistein, Daidzein, dan Glisitein (Pawiroharsono, 1995). Kandungan isoflavon aglukon pada tempe ternyata lebih besar dibandingkan pada kedelai sebelum difermentasi, dan dapat dilihat pada tabel 4.4 dibawah ini.

Tabel 4.4 Kandungan Isoflavon Pada Kedelai dan Tempe

Komponen

Kedelai sebelum difermentasi (mg/100 gram)

Setelah difermentasi

R.oryzae

(mg/100 gram)

R.oligosporus

(mg/100 gram)

Genistein 1,60 4,94 13,80

Daidzein 1,80 3,80 12,90

Genistin 52,55 19,94 10,00

Daidzin 74,60 21,56 8,06

Sumber : Wuryani, 2009

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa terjadi perubahan isoflavon selama proses fermentasi. Saat kedelai belum difermentasi, kandungan isoflavon yang mendominasi adalah isoflavon glikosidanya (Genistin dan Daidzin). Setelah difermentasi, terutama dengan kapang Rhizopus oligosporus, ternyata kandungan senyawa isoflavon aglukonnya (Genistein dan Daidzein) meningkat, karena

aktivitas enzim β-Glukosidase (Ebata et al, 1972). Salah satu faktor penting

dalam perubahan tersebut adalah terbebasnya senyawa-senyawa isoflavon dalam bentuk bebas (aglikon), dan Faktor-II (6,7,4' tri-hidroksi isoflavon), yang terdapat pada tempe tetapi tidak terdapat pada kedelai (Karyadi dan Hermana, 1995).

Pada jagung sumber antioksidan bersumber dari kandungan karotenoid, lutein, zeaxanthin dan tokoferol. Kandungan karotenoid pada jagung biji kuning berkisar antara 6,4-11,3 g/g, 22% di antaranya adalah betakaroten dan 51% kriptosantin. Selain itu jagung juga mengandung senyawa fitokimia dalam bentuk terikat yang kekuatan antioksidannya tidak kalah dengan antioksidan dalam buah dan sayuran. Komponen fitokimia bermanfaat membantu serat menurunkan resiko kanker terutama kanker usus.

Semua variasi substrat yang digunakan menunjukkan bahwa aktivitas antioksidannya lebih tinggi dari aktivitas antioksidan pada susu skim, hal ini menunjukkan bahwa semua substrat lebih baik dari susu skim sebagai sumber antioksidan pada yoghurt. Pada susu skim sendiri aktivitas antioksidannya bersumber dari vitamin C, walaupun dalam jumlah kecil yang berkurang karena proses pemanasan. Selanjutnya uji aktivitas antioksidan dilakukan pada waktu fermentasi yoghurt, yaitu pada jam ke-0,3,6,9, dan 12. Untuk melihat perbandingan aktivitas antioksidan pada masing-masing substrat dapat dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Aktivitas Antioksidan yoghurt pada berbagai substrat

Dilihat dari tabel 4.3 dan tabel 4.5, aktivitas antioksidan dari sampel awal bahan mengalami penurunan pada fermentasi jam ke-0. Penurunan aktivitas antioksidan dikarenakan selama proses pengolahan tempe menjadi yoghurt mengalami berbagai perlakuan pengolahan salah satunya pemanasan, pemanasan dapat mengurangi aktivitas antioksidan pada suatu bahan makanan. Akan tetapi

Sampel Aktivitas antioksidan (%) pada pengamatan jam ke-

0 3 6 9 12

Kontrol Tempe kedelai Tempe jagung Tempe kombinasi 26,80 62,90 30,05 56,35 27,70 65,28 39,70 65,75 29,70 69,79 39,85 69.75 30,45 76,11 43,15 70,66 31,70 80,22 43,50 71,10

penurunan aktivitas antioksidan tidak terlalu besar. Hubungan aktivitas antioksidan dengan waktu fermentasi dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Hubungan antara waktu fermentasi dengan aktivitas antioksidan Hasil pengujian aktivitas antioksidan jam ke-0 menunjukkan bahwa yoghurt tempe kedelai mempunyai aktivitas antioksidan tertinggi dengan nilai 62,90%, yoghurt tempe jagung sebesar 30,05%, yoghurt tempe kombinasi sebesar 56,35% dan yoghurt kontrol mempunyai aktivitas antioksidan terendah dengan nilai 26,80%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan substrat-substrat tersebut dapat sebagai sumber antioksidan pada yoghurt. Tingginya nilai aktivitas antioksidan pada yoghurt tempe kedelai dikarenakan dari tempe kedelai sebagai bahan bakunya sudah memiliki aktivitas antioksidan paling tinggi yaitu sebesar 75,00%, dibandingkan dengan bahan lain yaitu tempe jagung 39,20%, tempe kombinasi 68,74% dan susu bubuk skim 28,00%.

Dari gambar 4.2 dapat terlihat bahwa selama proses fermentasi aktivitas antioksidan terus meningkat hingga pengamatan jam ke-12. Hasil pengamatan jam ke-12 menunjukkan aktivitas antioksidan selama proses fermentasi. Aktivitas antioksidan tertinggi terdapat pada yoghurt tempe kedelai sebesar 80,22% yoghurt tempe jagung 43,50%, yoghurt tempe kombinasi dengan nilai 71,10%, dan terendah yoghurt kontrol sebesar 31,70%.

Peningkatan aktivitas antioksidan dikarenakan terbentuknya asam laktat,

selama proses fermentasi kadar asam laktat juga terus meningkat. Menurut Yu and Van (2002), asam laktat pada yoghurt mengandung α-hydroxyacids

(AHA) yang berfungsi sebagai antioksidan dan sering dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik. Sehingga aktivitas antioksidan dipengaruhi oleh asam laktat (CH3CHOHCOOH) yang diproduksi oleh bakteri probiotik berperan sebagai donor atom hidrogen bagi molekul atau atom yang memiliki elektron tidak berpasangan pada orbit terluarnya (radikal bebas). Terjadinya peluruhan warna larutan DPPH pada pengujian aktivitas antioksidan disebabkan oleh adanya donasi atom hidrogen pada elektron tidak berpasangan dari gugus N dalam struktur DPPH. Semakin kuat aktivitas antioksidan maka penurunan intensitas warna ungu semakin besar.

Selain dari asam laktat adanya peningkatan aktivitas antioksidan disebabkan oleh adanya aktivitas bakteri probiotik yang akan menghasilkan senyawa yang berperan sebagai antioksidan. Aktivitas antioksidan yang terkandung dalam yoghurt ini merupakan antioksidan alami yang berasal dari bakteri probiotik selama proses fermentasi berlangsung. Antioksidan merupakan metabolit sekunder dari metabolisme bakteri. Bakteri probiotik akan mulai membentuk metabolit sekunder ketika memasuki fase stasioner. Dari tabel juga terlihat bahwa peningkatan aktivitas antioksidan paling banyak meningkat pada waktu fermentasi antara jam ke-6 dan jam ke-9, dimana fase stasioner terjadi pada jam ke-8.

Dari beberapa penelitian tersebut menunjukkan bahwa bakteri probiotik menghasilkan senyawa antioksidan dalam bentuk vitamin C dan vitamin E.

Kruszewska et al, (2002), dalam penelitiannya menyatakan

Lactobacillus plantarum 2592 yang ditumbuhkan selama 18 jam bisa membentuk

10µg vitamin C. Tinggi rendahnya aktivitas antioksidan ini tergantung dari strain bakteri probiotik yang digunakan. Didukung oleh Kaizu et al, (1993), dalam penelitiannya yang menggunakan mencit dengan kondisi kekurangan vitamin E

setelah dimasukkan ekstrak intraseluler dari Lactobacillus, defisiensi vitamin E pada mencit dapat disembuhkan. Menurut Hatanaka et al (1987) beberapa species

Bifidobacterium juga memproduksi vitamin C yang dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4.6. Produksi vitamin oleh Bifidobacterium

Sumber : Hatanaka et al, 1987

Vitamin C mempunyai efek multifungsi, tergantung pada kondisinya. Vitamin C berfungsi sebagai antioksidan, pengikat logam, pereduksi dan penangkap logam. Vitamin C sangat efektif sebagai antioksidan pada konsentrasi tinggi. Antioksidan ini berfungsi menurunkan tekanan darah dan kolesterol untuk mencegah stroke dan serangan jantung. Kekurangan vitamin C dalam darah menyebabkan bebrapa penyakit antara lain asma, kanker, diabetes, dan penyakit hati. Sedangkan vitamin E juga dapat membantu memperlambat proses penuaan pada arteri dan melindungi tubuh dari kerusakan sel-sel yang akan menyebabkan penyakit kanker, penyakit hati, dan katarak. Vitamin E ini bekerja sama dengan antioksidan lain seperti vitamin C untuk mencegah penyakit-penyakit kronik lainnya.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Total bakteri probiotik tertinggi diperoleh pada yoghurt dengan substrat tempe jagung sebesar 6,7x107 cfu/ml pada jam ke-12 fermentasi.

2. Kadar asam laktat dan pH semua substrat memenuhi standar SNI yaitu pada range kadar asam laktat 0,5-2% dan range pH 4,0-4,5.

3. Aktivitas antioksidan tertinggi terdapat pada yoghurt dengan substrat tempe kedelai sebesar 80,22% pada jam ke-12 fementasi.

B. Saran

1. Perlu penelitian lebih lanjut mengenai kandungan FOS dan GOS yang masih ada dalam yoghurt yang berperan sebagai prebiotik.

2. Pada tempe jagung perlu dilakukan penelitian mengenai jenis gula yang ada pada tempe jagung berupa monosakrida atau disakarida.

3. Perlu penelitian lebih lanjut mengenai karakter yoghurt (kekentalan, flavor, citarasa, tekstur, sineresis).