TUGAS TERSTRUKTUR TEKNOLOGI PENGOLAHAN SEREALIA, UMBI, KACANG-KACANGAN
“Pangurangan Senyawa Antinutrisi pada Susu Kacang Merah (Phaseolus vulgaris L.) dan Kacang Tolo (Vigna unguiculata L.) Melalui Proses Fermentasi
Asam Laktat
Oleh :
Indriati Fitri Diana (A1M010032)Rizqi Al Aziz (A1M010039)Aprilia Fitriani (A1M010040)Sarah Nurhasanah (A1M010052)Lutfi Rahmadani S. (A1M010056)
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO
2012
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seiring berkembangnya teknologi dibidang ilmu dan teknologi pangan,
banyak diversifikasi pengolahan yang muncul silih berganti. Diversifikasi
pengolahan pangan bertujuan agar bahan pangan tertentu dapat dioptimalkan
menjadi produk pangan yang lebih beragam dan memberikan manfaat yang
melimpah. Selain itu, diversifikasi pengolahan pangan juga mampu menyajikan
produk pangan yang lebih beragam, agar masyarakat tidak hanya tergantung pada
satu jenis produk pangan yang sewaktu-waktu dapat mengalami krisis. Krisis
bahan pangan akan berdampak pada meningkatnya harga jual produk pangan
tersebut dan pada akhirnya masyarakat kurang mampu tidak dapat
mengkonsumsinya.
Susu, termasuk produk pangan yang memiliki nilai gizi tinggi. Nilai
nutrisi susu tergantung dari sumber susu tersebut. Susu dapat berasal dari hewan
ternak maupun dari bahan nabati. Bahan nabati yang biasanya diolah menjadi
susu biasanya yaitu kacang-kacangan. Kacang-kacangan termasuk golongan
bahan pangan yang mengandung senyawa anti nutrisi yang dapat mengganggu
proses penyerapan gizi di dalam tubuh. Selain itu, bahan pangan ini juga
memiliki flavour yang kurang sedap ketika diolah.
Fermentasi dapat menjadi jalan keluar untuk meminimalkan
kelemahan-kelemahan yang dapat timbul dari kacang-kacangan pada proses
produksi susu. Fermentasi merupakan salah satu teknologi pengolahan yang
memiliki banyak kelebihan. Seperti meningkatkan nilai gizi bahan pangan,
memperpanjang umur simpan, diversifikasi pengolahan pangan, serta
pengurangan senyawa anti nutrisi pada fermentasi kacang-kacangan.
Fermentasi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Salah satunya yaitu
dengan menggunakan kultur bakteri asam laktat. Penggunaan kultur bakteri asam
laktat dapat meningkatkan daya cerna dan daya serap protein kacang-kacangan
(Liener, 1975).
Kacang merah (Vigna unguiculata L.) termasuk ke dalam famili
kacang-kacangan yang juga mengandung beberapa senyawa anti gizi. Namun,
kacang merah tinggi akan protein (20-35%) dengan komposisi asam-asam amino
esensial lisin dalam jumlah yang tinggi (Kay, 1979). Sehingga sangat
disayangkan, apabila kacang merah yang tinggi akan nilai gizi kurang
dimanfaatkan dengan baik.
B. Tujuan
Megetahui adanya penurunan aktivitas antinutrisi dalam kacang merah
dengan proses fermentasi asam laktat.
Mengetahui pengaruh perubahan nilai gizi kacang merah setelah diolah
menjadi susu fermentasi.
TINJAUAN PUSTAKA
Kacang Merah
Kacang merah (Phaseolus vulgaris L) termasuk dalam Famili Leguminoseae
alias polong-polongan, satu keluarga dengan kacang hijau, kacang kedelai dan kacang
tolo. Kacang merah merupakan salah satu jenis kacang yang sering digunakan dalam
pembuatan makanan di Indonesia dan dunia. Kacang merah mudah didapatkan karena
sudah ditanam di seluruh propinsi di Indonesia. Daerah sentra penghasil kacang
merah adalah Jawa Barat, Jawa Tengah, Yogyakarta, Sulawesi Selatan, Bengkulu dan
Nusa Tenggara Timur (Rukmana, 1998).
Kacang merah kering adalah sumber karbohidrat kompleks, serat, vitamin B
(terutama asam folat dan vitamin B1), kalsium, fosfor, zat besi dan protein.
(Afriansyah, 2007). Kacang merah merupakan sumber serat yang baik. Setiap 100
gram kacang merah kering menyediakan serat sekitar 24 gram, yang terdiri dari
campuran serat larut dan tidak larut air. Serat larut dapat menurunkan konsentrasi
kolesterol dan gula darah. Serat larut air difermentasi dalam usus besar menghasilkan
asam lemak rantai pendek, yang dapat menghambat sintesis kolesterol hati
(Afriansyah, 2007).
Kacang merah juga merupakan salah satu jenis kacang yang mengandung
senyawa bioaktif polifenol dalam bentuk prosianidin sekitar 7%-9% terutama pada
kulitnya. Polifenol antara lain mempunyai aktivitas antibakteri yaitu menghambat
pertumbuhan bakteri patogen.
Tabel 1. Komposisi Gizi Kacang Merah (Phaseolus vulgaris)
Zat Gizi Nilai per 100 gram
Proksimat 11,75 gAir 330 KkalEnergi 1381 KJEnergi 24,37 gProtein 0,25 gLemak 3,83 gAbu 59,80 g
Karbohidrat 24,90 gSerat 195 mgMineralKalsium, Ca 9,35 mgBesi, Fe 160 mgMagnesium, Mg 405 mgPhosphor, P 1490 mgKalium, K 11 mgNatrium, Na 2,55 mgSeng, Zn 1,100 mgTembaga, Cu 1,000 mgMangan, Mn 3,2 µgSelenium, Se 9,35 mgVitaminVitamin C, total asam askorbat 4,5 mgThiamin 0,529 mgRiboflavin 0,219 mgNiacin 2,060 mgAsam pantotenat 0,780 mgVitamin B6 0,397 mgFolat 394 µgVitamin B12 0,00 µgVitamin A, IU 8 IU
Sumber : USDA, 2007.
Pemanfaatan kacang merah menjadi produk susu nabati atau susu nabati
terfermentasi seperti halnya kedelai belum banyak dilakukan. Pembuatan susu kacang
merah hampir sama dengan pembuatan susu yang berasal dari bahan baku kacang-
kacangan lain seperti susu kedelei dan susu kacang hijau (Widowati dan Misgiyarta,
2007).
Manfaat Nutrisi Kacang Merah
Melihat berbagai kandungan nutrisi kacang merah tersebut, maka nilai nutrisi pada
kacang merah dapat memberikan nilai tambah pada segi manfaat, yaitu :
1. Mencegah kolesterol jahat dan memperlancar pencernaan (anti sembelit).
Kandungan fibernya yang tinggi difermentasi dalam usus besar dan
menghasilkan asam-asam lemak rantai-pendek, yang dapat menghambat
sintesis kolesterol hati. Belum lagi kandungan Omega-3 dan Omega-6 juga
akan sangat membantu.
2. Mencegah resiko diabetes karena kandungan karbohidrat kompleknya
berglikemik indek rendah dan termasuk lamban cerna,
3. Membantu pematangan sel darah merah, membantu sintesa DNA dan RNA,
serta menurunkan level homosistein dalam pembuluh arteri (sehingga
mengurangi resiko penyakit jantung) dengan kandungan folat dan vitamin B6,
4. Membantu program diet karena fibernya akan membuat Anda merasa kenyang
dan kalorinya juga sangat rendah. Apalagi kandungan protein nabatinya akan
bermanfaat untuk perkembangan massa otot tubuh,
5. Menjaga fungsi sistem syaraf, metabolisme karbohidrat, dan mencegah
penyakit beri-beri dengan kandungan thiamin,
6. Membantu proses metabolisme asam amino, asam lemak, lipid,
glukoneogenesis, sintesis neurotransmitter, sintesis histamine, sintesis dan
fungsi haemoglobin serta menjaga kesehatan kulit dengan kandungan vitamin
B6,
7. Membantu proses pembekuan darah pada luka,
8. Membantu pembentukan komponen utama sel-sel darah merah, pembentukan
enzim, pembentukan tulang, mencegah resiko anemia (darah rendah) dengan
kandungan zat mineral zinc, besi, dan tembaga.
Kacang Tolo
Kacang tolo (Vigna sinensis L.) adalah sejeni kacang-kacangan yang telah
dikenal masyarakat. Klasifikasi selengkapnya adalah sebagai berikut (Heyne, 1987) :
Divisi : Spermatophyta
Anak divisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledoneae
Anak kelas : Dialypetalae
Bangsa : Leguminales
Suku : Leguminoceae
Anak suku : Papilionoideae
Marga : Vigna
Jenis : Vigna sinensis L.
Tipe tanaman kacang tolo menjalar dan mempunyai buah polong. Polong
kacang tolo yang masih muda berwarna hijau dan sudah tua berwarna cokelat.
Panjang bujinya ± 6-10 mm. Buah polong in jika masuk menjadi kering dan pecah.
Batang tanaman pendek, berdaun tunggal, bunga buncis, zigomorf, kelopak berbilang
5, pada pangkalnya berlekatan, mahkota berbentuk kupu-kupu terdiri atas 5 daun
mahkota dengan susunan yang khas, benang sari biasanya berjumlah 10.
Perkembangbiakan dengan biji (Gembong, 1991).
Kacang tolo tumbuh sebagai biji-bijian kering yang dikenal sebagai Black eye
pea, Southern bean, China pea dan Marble pea. Kacang tolo merupakan tanaman
yang sensitif terhadap udara dingin dan toleran terhadap udara panas serta dapat
tumbuh di daerah kering (Gove, 1966).
Kacang tolo mempunyai potensi yang cukup baik dalam usaha meningkatkan
nilai gizi bila dikonsumsi. Komposisi kimia kacang tolo tertera pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi kimia kacang tolo (dalam 100 gram)
Kandungan Kadar Satuan
Kalori 342 KalKarbohidrat 61.9 GrProtein 22.9 GrLemak 1.4 GrCa 77 MgP 449 MgFe 6.5 MgVitamin A 30 SIVitamin B1 0.92 MgVitamin C 2 MgAir 86.2 %Serat 3.9 %Abu 3.6 %
Sumber : Anonim, 1967 di dalam Yuliatni, 1998.
Sumber protein kacang tolo lebih baik daripada kacang-kacangan yang lain,
sebab proteinnya mempunyai komposisi asam amino yang sedikit lebih tinggi
daripada kacang-kacangan yang lain. Komposisi asam amino kacang tolo pada Tabel
3.
Tabel 3. Komposisi asam amino protein kacang tolo (mg/gN)
Asam amino Kacang tolo Kedele Kacang tanah
Isoleusin 239 238 211Leusin 440 439 400Lisin 427 399 221Methionin 73 79 72Sistein 68 83 78Total kandungan S
141 140 150
Phenilalanin 323 309 311Tirosin 163 169 244Treonin 225 241 163Thriptopan 68 57 65Valin 300 283 261Arginin 400 452 697
Histidin 204 158 148Alanin 257 266 243Asam aspartat 689 731 712Asam glutamat 1027 1169 1141Glisin 261 234 349Prolin 244 343 272Serin 268 320 299
Sumber : Comparative Nutritional and Clinical Aspects of the Winged Bean, 1987
di dalam Yuliatni, 1998.
Pengembangan Produk Susu Fermentasi
Susu fermentasi merupakan hasil fermentasi susu segar atau susu skim atau
susu konsentrat yang telah dipasterisasi dengan menggunakan mikroba tertentu
(Oberman, 1985). Nilai gizi yang terdapat pada susu fermentasi lebih tinggi
dibanding sebelumnya karena adanya bakteri asam laktat yang menguraikan protein
mnjadi bagian yang lebih sederhana sehingga membantu penyerapan protein oleh
tubuh.
Dasar fermentasi susu adalah fermentasi asam laktat. Komponen gula-gula di
dalam susu terutama laktosa difermentasi menjadi asam laktat. Jenis susu fermentasi
yang sudah dikenal luas antara lain adalah yoghurt, asidofillus, bulgaricus, kefir,
kumiss, piima, skyr, taette, lassi leben, dahi busaa dan yakult. Susu fermentasi yang
umum dikenal di Indonesia adalah yakult dan yoghurt (Sudharma, 1995).
Laktosa adalah karbohidratutama dalam susu, digunakan sebagai sumber
karbon dan energi oleh bakteri yang terdapat dalam kultur starter. Fermentasi tersebut
menghasilkan beberapa produk akhir terutama asam laktat dan akumulasi asam laktat
menyebabkan penurunan pH.
Bakteri asam laktat (BAL) dikelompokkan sebagai bakteri gram positif,
bentuk kokus atau batang yang tidak berspora dengan asam laktat sebagai produk
utama fermentasi karbohidrat. BAL terdiri dari empat genus yaitu Lactobacillus,
Leuconostoc, Streptococcus dan Pediococcus. Lactobacillus delbrueckii ssp.
bulgaricus atau biasa disebut BAL atau L. Bulgaricus (Budiana, 1997). BAL
merupakan bakteri yang sering digunakan sebagai starter kultur untuk susu
fermentasi, berpotensi sebagai antikolesterol yang diduga karena adanya
Eksopolisakarida/EPS (Malaka dan Laga, 2005). BAL mampu untuk bersaing dengan
bakteri lain dalam proses fermentasi alami karena memiliki ketahanan terhadap pH
yang tinggi sampai rendah. Bakteri ini juga dinyatakan sebagai bakteri asidurik atau
asidofilik, karena memerlukan pH yang relatif rendah (sekitar 5.4-4.6) supaya tumbuh
dengan baik., Lactobacillus bulgaricus memproduksi asetaldehida yang membentuk
aroma pada yoghurt (Balows et al., 1991).
BAL dibagi menjadi dua kelompok yaitu bakteri homofermentatif dan bakteri
heterofermentatif. Bakteri homofermentatif dengan produk utama adalah asam laktat
melalui glikoslisis dan bakteri heterofermentatif memproduksi asam laktat dan
sejumlah etanol, asam asetat, melalui jalur 6-phosphoglukanat/phosphoketolase.
Lactobacillus bulgaricus termasuk dalam kelompok bakteri asam laktat (BAL)
homofermentatif dengan asam laktat sebagai produk utama fermentasi karbohidrat
melalui fermentasi 1 mol glukosa menjadi 2 mol asam laktat sebagai berikut :
C6H12O6 2CH3CHOHCOOH(Glukosa) (Asam laktat)
Lactobacillus bulgaricus merupakan bakteri gram positif, bentuk kokus atau
batang yang tidak berspora. Suhu optimum pertumbuhan Lactobacillus bulgaricus
adalah 40-45°C.
Senyawa Anti Gizi Kacang-Kacangan
Senyawa anti gizi adalah suatu senyawa yang terdapat dalam beberapa bahan
pangan yang dapat mengganggu penyerapan zat gizi di dalam tubuh pada saat pangan
tersebut dikonsumsi. Zat antigizi yang biasa terdapat dalam bahan makanan antara
lain adalah fitat, tannin, gosipol, saponin, mimosin, dan protease inhibitor.
Di samping mempunyai komposisi zat gizi yang menguntungkan bagi
kesehatan, kacang merah, sebagaimana kacang polong lainnya, mengandung
beberapa komponen non-gizi yang secara tradisional dianggap sebagai zat antigizi-zat
bersifat menghambat penyerapan beberapa zat gizi dan bersifat merugikan kesehatan,
seperti asam fitat, tanin, tripsin inhibitor, oligosakarida.
1. Fitat
Fitat adalah salah satu komponen penyusun dinding tanaman. Asam
fitat termasuk senyawa pengikat mineral yang kuat. Beberapa jenis mineral
yang dapat diikat oleh fitat adalah kalsium, seng, tembaga, magnesium dan
besi.
Pada proses pemasakan senyawa fitat terdenaturasi pada suhu 65 °C.
Pangan yang kaya kandungan fitat adalah jagung, gandum, sorgum, barley
dan oat.
2. Tanin
Tanin merupakan senyawa fenolik yang larut dalam air. Senyawa
tannin bisa mengendapkan protein dari larutan sehingga konsumsi tanin
berlebihan dapat menyebabkan gangguan penyerapan protein. Selain itu
konsumsi tannin yang bersamaan dengan konsumsi sumber zat besi juga akan
menghambat penyerapan zat besi tersebut.
Tanin terdapat pada biji legume, coklat,walnut dan teh, semakin
warnanya semakin tinggi kandungan tanninnya. Kadar tannin dapat berkurang
dengan merendam atau mengencerkan bahannya.
Selain bersifat menghambat penyerapan beberapa zat gizi, tannin juga
mempunyai manfaat yaitu sebagai antioksidan yang bisa mencegah berbagai
penyakit termasuk kanker. Hal ini karena tannin merupakan bagian dari
senyawa fenolik yang bersifat antioksidan.
3. Hemaglutinin
Senyawa ini dapat menghambat aglutinasi (pengendapan) sel darah
merah, menghambat pertumbuhan, menurunkan daya cerna protein.
4. Antitripsin
Senyawa antitripsin dapat menghambat ktivitasproteolitik enzim
tripsin dalam pencernaan dan dapat menyebabkan hipertrofi (pembengkakan
pankreas).
5. Oligosakarida
Oligosakarida, gula kompleks-tepatnya rafinosa dan stakhiosa yang
tak dapat dicerna usus, bertanggung jawab terhadap produksi gas usus dan
menyebabkan perut kembung.
ISI DAN PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
a) Komposisi Susu Kacang
Tanaman kacang merah terkenal sebagai sumber protein nabati, karena
itu peranannya dalam usaha perbaikan gizi sangatlah penting. Di samping
kaya akan protein, biji kacang merah juga merupakan sumber karbohidrat,
mineral dan vitamin. Kandungan vitamin per 100 g biji adalah: vitamin A 30
SI, thiamin/vitamin B1 0,5 mg, riboflavin/vitamin B2 0,2 mg, serta niasin 2,2
mg. Dibandingkan kacang-kacangan lainnya, kacang merah memiliki kadar
karbohidrat yang tertinggi, kadar protein yang setara kacang hijau, kadar
lemak yang jauh Iebih rendah dibandingkan kacang kedelai dan kacang tanah,
serta memiliki kadar serat yang setara dengan kacang hijau, kedelai dan
kacang tanah. Kadar serat pada kacang merah jauh Iebih tinggi dibandingkan
beras, jagung, sorgum dan gandum.
Kacang merah kering memiliki kandungan protein yang sangat tinggi,
yaitu mencapai 22,3 g per 100 g bahan. Kandungan protein ini hampir setara
dengan yang terdapat pada kacang hijau yang Iebih populer sebagai sumber
protein. Dibandingkan dengan sumber protein hewani, keunggulan kacang
merah adalah bebas kolesterol, sehingga aman untuk dikonsumsi oleh semua
golongan masyarakat dari berbagai kelompok umur. Protein kacang merah
juga dapat digunakan untuk menurunkan kadar kolesterol LDL yang bersifat
jahat bagi kesehatan manusia, serta meningkatkan kadar kolesterol HDL yang
bersifat baik bagi kesehatan manusia.
Komposisi zat gizi biji kacang merah sangat bervariasi satu sama lain,
tergantung pada kondisi tanaman dan cara perawatannya. Jenis-jenis protein
yang terdapat dalam kacang merah adalah faseolin 20% (berat kering), faselin
2%, dan konfaseolin 0,36-0,40%. Kita dapat melihat bahwa kacang merah
mempunyai susunan asam amino esensial yang lengkap. Beberapa di
antaranya bahkan melebihi kandungan asam amino pada susu sapi, seperti
arginin dan alanin
Kadar protein susu kacang meningkat selama proses dekantasi 0,2 dan
4 jam. Hal ini sesuai dengan hasil analisis kadar pati dan viskositas susu
kacang yang menurun selama proses dekantasi, seperti yang disajikan pada
tabel 4. Tujuan dari proses dekantasi yaitu mengendapkan sebagian pati pada
susu kacang karena kadar pati susu kacang merah dan tolo termasuk tinggi
sehingga dapat menyebabkan pengentalan pada waktu pemanasan. Kadar
protein susu kacang lebih tinggi daripada susu kacang tolo, sedangkan kadar
patinya lebih rendah.
Tabel 4. Kadar protein, kadar pati, dan viskositas susu kacang merah dan kacang tolo
pada dekantasi 0,2 dan 4 jam.
Protein susu kacang merah dan kacang tolo mempunyai susunan asam
amino yang menyerupai susu sapi, sehingga sangat baik digunakan sebagai
pengganti susu sapi. Komposisi asam amino esensial dalam susu kacang merah
dan kacang tolo merupakan komposisi yang termasuk lengkap dan serasi.
Protein globular pada susu kacang mempunyai sifat seperti protein susu
hewani (kasein), keduanya dapat menggumpal karena pengaruh asam. Di
samping itu, susu kacang merah dan kacang talc) mempunyai keunggulan
dalam hal memenuhi kebutuhan tubuh akan vitamin B12 (Kuntaraf dan Kuntaraf,
1984)
Komposisi asam amino pada protein kacang merah dan kacang tolo
dapat dilihat pada Tabel dibawah ini. Sebagai pembanding diberikan komposisi
asam amino protein susu sapi (Renner, 1983).
Tabel 5. Komposisi asam amino (mg/g protein) dalam biji kacang tolo kering.
Asam Amino K. Merah K. Tolo Susu sapi
Isoleusin 41.92 38.24 64.00Leusin 76.16 70.40 104.00
Lisin 72.00 68.32 83.00
Metionin 10.56 11.68 27.00
Sistein 8.48 10.88 9.00
Fenilalanin 53.16 51.68 52.00
Tirosin 25.28 26.08 53.00
Treonin 39.68 36.00 51.00
Triptofan 10.08 10.88 14.00
Valin 45.92 45.26 68.00
Arginin 56.80 64.00 37.00
Histidin 28.32 32.64 28.00Alan in 52.16 41.12 35.00
Kultur bakteri asam laktat yang tumbuh pada susu, menggunakan laktosa
dan glukosa sebagai sumber energi dan sumber karbon untuk menghasilkan
asam laktat (Helferich dan Westhoff, 1980). Meskipun susu kacang merah dan
kacang tolo tidak mengandung laktosa, tetapi bakteri asam laktat dapat menggunakan
karbohidrat yang terdapat dalam susu kacang tersebut, seperti sukrosa, stakiosa,
dan rafinosa sebagai sumber energi. Tidak semua bakteri asam laktat dapat
tumbuh baik dalam media susu kacang merah dan kacang tolo). Hal ini
berhubungan dengan kemampuannya dalam menggunakan karbohidrat yang
terdapat dalam susu kacang sebagai sumber energi.
Menurut Jay (1970), L. casei tergolong dalam famili
Lactobacillaceae. Bakteri ini bersifat homofermentatif, berbentuk batang yang
panjang, anaerobiakultatif, dan katalase negatif. Bakteri ini menye rupai
Streptokoki dalam kebutuhan nutriennya (Fardiaz, 1989).Menurut Robinson (1981)
Lactobacillus casei meru pakan starter mesofilik yang diisolasi dari produk
susu dan lumen usus manusia. L. casei mempunyai kemampuan memproduksi
L(+) asam laktat lebih dari D(-) asam laktat, tidak memproduksi amonia dari
arginin, serta dapat memfermentasi amigdalin dan manitol (kecuali sub
sp. tolerans), selobiosa, dan salisin. L. casei tidak dapat tumbuh pada suhu
45°C (kecuali sub sp. rhamnosus dan easel).
Lactobacillus casei termasuk dalam golongan bakteri asam
laktat homofermentatif yang memecah glukosa terutama menjadi asam
laktat (90%). Selain itu jugs menghasilkan sebagian kecil asam sitrat,
malat, asetat, suksinat, asetaldehide, diasetil, dan asetoin, yang semuanya akan
berpengaruh dalam pembentukan flavor yakult (Speck, 1978).
Asetaldehide merupakan komponen flavor yang utama pada produk--
produk susu fermentasi. Perbandingan jumlah asetaldehide dan asetoin akan
menentukan mutu susu fermentasi (Gilliland, 1986).
b) Antitripsin
Antitripsin adalah senyawa protein yang bersifat sebagai antinutrisi,
yaitu mempunyai kemampuan untuk menghambat aktivitas enzim tripsin di
dalam saluran pencernaan. Antitripsin terdapat pada berbagai macam kacang-
kacangan, tetapi yang paling banyak dipelajari hingga saat ini adalah
antitripsin yang terdapat pada kacang kedelai. Mekanisme penghambatan
aktivitas enzim tripsin oleh antitripsin terjadi karena terbentuknya ikatan
kompleks antara kedua zat tersebut (interaksi protein-protein). Adanya
antitripsin menyebabkan terjadinya penghambatan proses pertumbuhan dan
menyebabkan terjadinya hipertrofi (pembesaran) pankreas hewan percobaan
yang diberi ransum kedelai mentah.
Jumlah enzim tripsin yang dihasilkan oleh pankreas tergantung pada
jumlah enzim tripsin bebas dalam usus. Bila konsentrasi tripsin dalam usus
menurun sampai batas tertentu maka pankreas akan memproduksi lebih
banyak enzim. Sebaliknya, bila konsentrasi enzim tripsin di dalam usus
normal kembali maka sekresi enzim tripsin akan dihambat. Mekanisme
tersebut diatur oleh hormon kholesistokinin yang dihasilkan oleh mukosa
usus. Adanya antitripsin dalam makanan menyebabkan penurunan jumlah
tripsin bebas dalam usus. Keadaan ini menyebabkan pankreas memproduksi
enzim tripsin lebih banyak dan karenanya pankreas bekerja hiperaktif
sehingga terjadi pembesaran (hipertrofi).
Sebagian besar antitripsin dari tanaman dapat dirusak oleh panas
sehingga secara umum nilai gizi kacang-kacangan akan meningkat jika
dilakukan pemasakan. Kerusakan antitipsin oleh panas tergantung pada suhu,
lama pemanasan, ukuran partikel, dan kadar air bahan yang dipanaskan.
Proses pengukusan sangat efektif untuk menurunkan kadar antitripsin kacang-
kacangan.
Hampir seluruh aktivitas antitripsin hilang setelah menjadi produk susu
kacang fermentasi yaitu hilang 96-97%. Tahap pasteurisasi susu (800C, 30
menit) paling efektif menurunkan aktivitas antitrypsin (turun sebanyak 82-
88%), sedangkan tahap pembuatan susu kacang dapat menurunkan aktivitas
antitripsin 67-80%.
Untuk menghasilkan produk susu kacang fermentasi yang baik, dalam
pembuatannya dilakukan penambahan susu skim. Menurut Setyaningsih
(1992), penambahan susu skim 10% paling disukai oleh panelis karena
memiliki nilai organoleptik paling tinggi. Penambahan susu skim bertujuan
untuk memperbaiki flavor dan tekstur susu kacang fermentasi .Penambahan
susu(skim/serum susu), glukosa, dan kultur starter, serta tahap fermentasi
asam laktat tidak mengubah aktifitasnya. Ini disebabkan oleh tingginya
penurunan aktivitas antitripsin pada tahap-tahap sebelum fermentasi, sehingga
penurunan pada waktu fermentasi tidak lagi terdeteksi. Susu skim
mengandung laktosa 74%. Menurut Pederson (1971), laktosa tersebut akan diubah
oleh bakteri asam laktat homofermentatif menjadi asam laktat. Produksi asam laktat
akan mempercepat penggumpalan protein susu kacang. Konsistensi dan
penggumpalan yang baik mempunyai ciri-ciri merata dan tidak terpisah-
pisah. Faktor yang mempengaruhi antara lain jumlah laktosa susu dan
jenis karbohidrat lain yang akan diubah oleh bakteri asam laktat menjadi
asam laktat, serta jumlah protein yang ada dalam susu kacang fermentasi,
yaitu dari protein susu kacang dan susu skim.
Selain susu skim, ke dalam susu kacang juga perlu ditambahkan
glukosa. Penambahan glukosa ini penting karena L.casei tidak siap
menggunakan karbohidrat alami yang terdapat pada susu kacang sebagai
sumber energinya.Selain meningkatkan pertumbuhan kultur starter,
penambahan glukosa dapat pula meningkatkan kekentalan dan merangsang
pertumbuhan bakteri asam laktat.
Kerusakan pada susu fermentasi terutama disebabkan oleh mikroba
yang tahan terhadap suasana asam, umumnya kapang dan khamir.
Kontaminasi kapang dan khamir berasal dari peralatan, wadah, udara yang
ditambahkan. Menurut Frazier dan Westhoff (1978), pada fermentasi asam
laktat seharusnya bakteri koliform dan khamir yang memfermentasi
laktosa tidak ada, akan tetapi mikroba tersebut dapat mengkontaminasi
melalui peralatan sumber-sumber lain, sehingga mengakibatkan
penyimpangan flavor.
Kacang merah mentah yang digunakan dalam penelitian ini
mempunyai aktivitas antitripsin sebesar 16464,000 TUI/g sampel (%bk ) atau
71,36 TUI/mg protein, sedangkan kacang tolo mentah mempunyai aktivitas
antitripsin yang lebih rendah yaitu 13025,469 TUI/g sampel (%bk) atau 54,50
TUI/ mg protein.
c) Kadar fitat dan aktivitas enzim fitase
Asam fitat (C6H18O24P6) merupakan senyawa kimia yang
terdiri atas inositol dan asam fosfat. Terdapat enam gugus
asam fosfat yang terikat pada cincin inositol. Secara kimiawi,
asam fitat disebut myo-inositol 1,2,3,4,5,6-heksakis
(dihidrogen fosfat). Asam fitat adalah bentuk simpan utama
dari fosfor dalam biji-bijian tanaman, terhitung sekitar 60–
80% dari total fosfor (Reddy et al.,1982).
Dalam kondisi fisiologi normal asam fitat membentuk
chelate dengan mineral – mineral essensial seperti kalsium,
magnesium, besi dan seng. Asam fitat seringkali berikatan
dengan asam-asam amino atau menghambat enzim – enzim
pencernaan (Pallauf dan Rimback, 1996). Asam fitat
mempunyai sifat kurang baik sebagai antinutrisi, yaitu dapat
mengikat beberapa mineral esensial sehingga mineral
tersebut akan menjadi tidak tersedia (Tangendjaja, 1979).
Tahap pembuatan susu kacang dan fermentasi asam laktat menurunkan
kandungan asam fitat sebesar 84 - 90% dan 30 - 40%. Penurunan asam fitat
yang terjadi selama pembuatan susu dimungkinkan karena sebagian besar
asam fitat yang terkandung dalam kacang tertinggal pada ampas kacang dan
perlakuan perendaman sebelum penghancuran menyebabkan peningkatan
aktivitas enzim fitase. Peningkatan aktivitas enzim fitase ini mengakibatkan
peningkatan degradasi fitase. Fermentasi oleh bakteri asam laktat juga
mengakibatkan penurunan kandungan asam fitat. Hal ini terjadi karena
fermentasi bakteri asam laktat menghasilkan asam laktat yang menyebabkan
perubahan pH, salah satu karakteristik asam fitat adalah tidak stabil dengan
perubahan pH sehingga terjadi peningkatan degradasi asam fitat.
Enzim fitase merupakan enzim kelompok fosfatase yang dapat
memutus ikatan pada gugus ortofosfat pada rantai inositol senyawa fitat
(bentuk utama senyawa fosfor di dalam tanaman). Bebagai jenis fitase telah
berhasil diisolasi dari tanaman dan bakteri.
Pada hasil penelitian aktivitas enzim fitase turun sebesar 24 – 30%
pada tahap pembuatan susu dan 58 – 60 % pada tahap pasteurisasi. Fermentasi
asam laktat meningkatkan aktivitas sebesar 92-118%. Penurunan aktivitas
enzim fitase pada tahap pembuatan susu terjadi karena setelah perendaman air
dingin dilakukan perendaman lagi dengan air panas, seperti diketahui
perlakuan panas dapat menyebabkan inaktivasi enzim. Pada proses
pasteurisasi juga memiliki alasan yang sama, terjadi inaktivasi enzim karena
panas.
Peningkatan aktivitas akibat fermentasi asam laktat dimungkinkan
karena bakteri yang ditanamkan mensekresikan enzim fitase. Peningkatan
aktivitas enzim fitase ini juga terjadi karena inokulasi bakteri dilakukan pada
pH optimum pertumbuhan sehingga sekresi enzim fitasenya optimal.
d) Oligosakarida
Oligosakarida merupakan senyawa yang mengandung ikatan galatosida yang
dikaitkan dengan timbulnya flatulensi, yaitu suatu keadaan menumpuknya gas-gas
dalam lambung. Oligosakarida dari famili rafinosa tidak dapat dicerna karena
mukosa usus mamalia tidak mempunyai enzim pencernaan galaktosidase, sehingga
oligosakarida tersebut tidak dapat diserap oleh tubuh. Karena tidak tercerna dan
terserap maka rafinosa tersebut akan difermentasi oleh bakteri-bakteri yang berada di
dalam saluran pencernaan sehingga menghasilkan gas-gas yang berupa karbon
dioksida, hidrogen dan sejumlah kecil metan. Stakiosa merupakan tetrasakirada yang
terdiri atas 2 molekul galaktosa, 1 molekul glukosa dan 1 molekul fruktosa. Stakiosa
sukar diserap dalam proses pencernaan sehingga dapat menyebabkan fermentasi dan
pembentukan gas dalam perut.
Secara keseluruhan proses pembuatan susu menurunkan kadar stakiosa.
Seperti dilaporkan bahwa proses pengupasan dan perendaman menurunkan kadar
stakiosa. Hal ini terjadi karena pengupasan menurunkan sifat permeabelitas produk
dan ketika dibarengi dengan perendaman maka stakiosa tersebut banyak yang lisis
dan larut dalam air sehingga menurunkan kadar stakiosa.
Penurunan kadar oligosakarida akibat proses fermentasi disebabkan karena
bakteri Lactobasillus memiliki enzim yang dapat mendegradasi oligosakarida dan
dimanfaatkan untuk metabolisme tubuh mikroba sehingga terjadi penurunan kadar
oligosakarida
PENUTUP
Kesimpulan
- Secara umum, rangkaian proses pengolahan kacang merah dan kacang
tolo menjadi produk susu fermentasi dapat menurunkan aktivitas senyawa
antinutrisi pada bahan mentah.
- Sebagian besar senyawa antinutrisi yang terdapat dalam bahan mentah
dapat hilang pada proses-proses perlakuan awal, seperti pasteurisasi,
pengupasan dan perendaman.
- Secara tidak langsung, fermentasi juga dapat meningkatkan nilai gizi
produk yang dihasilkan.
Saran
Dilakukan penelitian lanjutan terkait evaluasi nilai gizi produk susu
fermentasi kacang merah terhadap hewan coba.
DAFTAR PUSTAKA
Arfiansyah N. 2007. Kacang Merah Turunkan Kolesterol dan Gula Darah. (http://www.fmipa.ipb.) diakses 09 November 2012.
Ballows,A., H.G. Truper, M. Dworkin, W. Harder and K.H. Schleifer.1991. The Prokaryotes. 2nd Edition, A handbook on the Biology of Bacteria, Chapter 70.
Budiana, D. 1997. “Mempelajari Penggunaan Kultur Campuran Bakteri Asam Laktat dan Propionilbacterium freudenreichii terhadap Mutu dan Sifat Anti Bakteri Produk Minuman Fermentasi Kacang Merah (Phaselous vulgaris L.)”. Skripsi. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Gove, P.B. 1966. Webster’s Third New International Dictionary. G & C Merriem Co., USA
Gembong, T. 1991. Taksonomi Tumbuhan. Ghajah Mada Press, Yogyakarta.
Heyne, K. 1987. Tumbuahn Berguna Indonesia. Jilid III, cetakan ke-1. Puslitbang Departemen Kehutanan, Jakarta.
Kay, D. E. 1979. Food Legumes. Tropical Product Institute. London.
Liener, I.E. 1975. Protease Inhibitors and Hemaglutinins of Legumes. Di dalam C.E. Bodwell (ed.). Evaluation of Proteins for Humans, p.284. AVI Publ. Co., Westport, Connecticut.
Malaka R. Dan Laga A. 2005. Isolasi Dan Identifikasi Lactobacillus Bulgaricus Strain Ropy Dari Yoghurt Komersial. Sains & Teknologi, April 2005, Vol.5 No. 1: 50 – 58.
Oberman, H. 1985. Fermented Milks. Di dalam B.J.B. Wood. 1985. Microbiology of Fermented Foods. Vol. II. Elsevier Applied Science Publ., London.
Rukmana. 1998. Bertanam Kacang Merah. Kanisius: Yogyakarta
Sudharma, E. 1995. “Evaluasi Ketersediaan Mineral Besi dan Seng, Iodium Total serta Vitamin B12 dalam Produk Fermentasi Susu Kacang Merah (Phaseolus
vulgaris L.) dan Kacang Tolo (Vigna unguiculata L.)”. Skripsi. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Widowati, S dan Misgiyarta. 2007. Efektifitas Bakteri Asam Laktat (Bal) DALAM Pembuatan Produk Fermentasi Berbasis Protein Susu Nabati. Prosiding Seminar Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Tanaman. Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetic Pertanian, Jakarta.
Yuliatni, P. 1998. ‘Peningkatan Kualitas Kacang Tolo (Vigna sinensis L.) sebagai Substrat Kecap dengan Berbagai Inokulum Aspergillus”. Skripsi. Universitas Diponegoro, Semarang.