1

PENGARUH KONSENTRASI TEH PUTIH TERHADAP

KARATERISTIK ANTIOKSIDAN SERTA POTENSI

PROBIOTIK KOMBUCHA DENGAN PENDEKATAN

PEMODELAN MATEMATIK

THE EFFECT OF WHITE TEA CONCENTRATION ON ANTIOXIDANT

CHARACTERISTICS AND PROBIOTIC POTENTIAL KOMBUCHA WITH

MATHEMATICMODELING APPROACH

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagai syarat – syarat

guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan

Oleh :

ANNA PARAMITA EFIVANI

13.70.0170

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2017

i

PENGARUH KONSENTRASI TEH PUTIH TERHADAP

ii

KARATERISTIK ANTIOKSIDAN SERTA POTENSI PROBIOTIK

iii

RINGKASAN

Kombucha merupakan minuman campuran antara teh dan gula yang difermentasikan

dengan bantuan simbiosis mikrooganisme. Mikroorganisme yang berperan dalam

fermentasi kombucha yakni bakteri asam asetat (Acetobacter dan Glucanocebacter) dan

yeast (Saccharomyces, Brettanomyces dan Zygosaccharomyces). Teh putih merupakan

jenis teh yang memiliki proses pengolahan yang singkat hanya dengan pelayuan dan

pengeringan. Teh putih memiliki nilai fungsional sebagai sumber antioksidan serta

belum dimanfaatkan menjadi media pembuatan kombucha. Dalam penelitian ini

digunakan 3 varian konsentrasi teh putih yakni konsentrasi teh putih 0,3%; 0,5% dan

0,7% untuk mengetahui aktivitas antioksidan dan potensi probiotik. Pada proses

fermentasi kombucha dilakukan penambahan bakteri asam laktat (BAL) untuk

menambah nilai fungsional kombucha dengan potensi probiotik. Tujuan dilakukannya

penelitian ini untuk mengetahui pengaruh konsentrasi teh putih terhadap karakteristik

antioksidatin dan potensi probiotik pada kombucha berbasis teh putih. Parameter yang

diamati meliputi pH, aktivitas antioksidan, total BAL, kepadatan sel, jumlah kuersetin

dan potensi probiotik yang terdiri dari ketahanan pH rendah dan ketahanan garam

empedu. Peningkatan jumlah sel selama fermentasi kombucha menyebabkan penurunan

pH hingga pH 3. Selama fermentasi jumlah sel mengalami peningkatan pada perlakuan

0.3% dan 0.5%, sedangkan pada 0.7% jumlah sel cenderung menurun. Total BAL

selama fermentasi meningkat signifikan pada hari ke 8 dan stationer di hari berikutnya.

Total BAL selama fermentasi sebanyak log 10 – 12 cfu/ml. Media dengan konsentrasi

teh 0,7% dan 0,5% memiliki aktivitas antioksidan yang cukup besar berkisar 93 - 96%.

Konsentrasi teh putih 0,5% dan 0,7% menghasilkan kandungan kuersetin yang paling

besar dan relatif sama jumlahnya berkisar 4.96 mg/L dan 4.8 mg/L. Pada potensi

probiotik terhadap ketahan pH rendah di konsentrasi teh putih 0,3% paling baik pada

kondisi pH 2, sedangkan pada konsentrasi teh putih 0,5% kemampuan paling baik pada

kondisi pH 3 dan konsentrasi 0,7% kemampuan paling baik pada pH 2. Ketahanan

terhadap garam empedu paling baik pada konsentrasi teh putih 0,3%.

iv

SUMMARY

Kombucha is a mixed drink between tea and sugar fermented with the help of symbiotic

microoganism. Microorganisms that play a role in kombucha fermentation are acetic

acid bacteria (Acetobacter and Glucanocebacter) and yeast (Saccharomyces,

Brettanomyces and Zygosaccharomyces). White tea is a type of tea that has a short

processing process only with pelayuan and drying. White tea has a functional value as a

source of antioxidants and has not been utilized as a medium for making kombucha. In

this study used 3 variants of white tea concentration ie 0.3% white tea concentration;

0.5% and 0.7% for antioxidant activity and probiotic potential. In the kombucha

fermentation process, the addition of lactic acid bacteria (LAB) to increase the

functional value of kombucha with the potential of probiotics. The purpose of this study

was to determine the effect of white tea concentration on antioxidatin characteristics and

probiotic potential on kombucha based on white tea. Parameters observed included pH,

antioxidant activity, total LAB, cell density, quantity of quercetin and probiotic potency

consisting of low pH resistance and bile salt resistance. Increasing the number of cells

during kombucha fermentation leads to a decrease in pH to pH 3. During fermentation

the number of cells increases in treatment of 0.3% and 0.5%, whereas at 0.7% the

number of cells tends to decrease. Total LAB during fermentation increased

significantly on day 8 and stationary the next day. Total LAB during fermentation as

much as 10 - 12 cfu / ml log. Media with tea concentrations of 0.7% and 0.5% had

considerable antioxidant activity ranging from 93 to 96%. White tea concentrations of

0.5% and 0.7% produced the largest and relatively equal quercetin content in the range

of 4.96 mg / L and 4.8 mg / L. In the probiotic potency of low pH resistance at 0.3%

white tea concentration is best at pH 2 condition, whereas at 0.5% white tea

concentration the best ability at pH 3 condition and 0.7% concentration of the best

ability at pH 2 Resistance to bile salts is best at 0.3% white tea concentration.

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena berkat,

pertolongan, pendampingan, rahmat, dan kasih karunia-Nya, Penulis dapat

menyelesaikan Laporan Peneleitian Skripsi yang berjudul ―Pengaruh Konsentrasi Teh

Putih Terhadap Karateristik Antioksidan Serta Potensi Probiotik Kombucha Dengan

Pendekatan Pemodelan Matematik‖ dengan lancar dan tepat waktu. Laporan Skripsi ini

dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh salah satu

persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan di Fakultas Teknologi

Pertanian, UNIKA Soegijapranata, Semarang. Kelancaran dan keberhasilan proses

pelaksanaan dan penyusunan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari bantuan, bimbingan,

dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, Penulis ingin mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Tuhan Yesus Kristus, yang telah memberkati, menjaga, melindungi, dan

membimbing penulis pelaksanaan hingga pembuatan laporan skripsi ini

sehingga bisa terselesaikan dengan baik.

2. Ibu Dr. V. Kristina Ananingsih, ST, Msc. sebagai Dekan Fakultas Teknologi

Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.

3. Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP, sebagai dosen pembimbing I yang telah

menyediakan waktu untuk memberikan bimbingan, saran, dan senantiasa

berkenan untuk berbagi pengetahuan kepada penulis.

4. Ibu Katharina Ardanareswari, STP, MSc, selaku dosen pembimbing II yang

telah menyediakan waktu untuk memberikan bimbingan, saran, dan senantiasa

berkenan untuk berbagi pengetahuan kepada penulis.

5. Bapak Ir. Sumardi, MSc yang telah membimbing penulis dalam menganalisa

data penelitian sehingga dapat menyusun laporan ini dengan baik.

6. Orang tua, kakak (Agnes Dewi Warani dan Katarina Bena Astuti), dan keluarga

besar yang telah memberi semangat, dukungan, doa, dan kasih sayang kepada

penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan laporan ini.

vi

7. Debora Anggi Wulandari sebagai rekan kerja penulis yang telah menemani,

bekerjasama, dan memberi dukungan semangat dari pembuatan proposal,

pelaksanaan penelitian di laboratorium, dan dalam penyusunan skripsi ini.

8. Mas Pri, Mas Soleh dan Mbak Agata selaku laboran Fakultas Teknologi

Pertanian Unika Soegijapranata, atas kesabaran dan kemurahan hati dalam

membantu dan membimbing Penulis selama masa penelitian.

9. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Fakultas Teknologi Pertanian yang telah

membantu dan memberi dukungan semangat kepada Penulis dalam pelaksanan

penelitian di laboratorium maupun dalam penyusunan skripsi.

10. Staf Tata Usaha Fakultas Teknologi Pertanian, Program Studi Teknologi Pangan

yang telah memberikan kemudahan dan kelancaran administrasi.

11. Teman- teman Fakultas Teknologi Pertanian (terkhusus Prisca Hardipramesti,

Yoana Gita P, Ratna Rahayuningtyas dan Yuliana Alexandra) yang selalu

memberikan semangat dan dukungan, serta telah menjadi sahabat terbaik dan

keluarga baru penulis tidak hanya saat perkuliahan tetapi juga diluar lingkungan

perkuliahan.

12. Teman-teman penghuni malam Laboratorium (terkhusus Reta, Cae dan Fio)

yang selalu memberikan semangat, selalu mendukung dan menemani hingga

mengunci lab selama penelitian ini.

13. Seluruh pihak yang telah membantu penulis selama masa kuliah dan skripsi

yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, Penulis memohon maaf apabila laporan skripsi ini masih

terdapat banyak kekurangan. Untuk itu, Penulis sangat mengharapkan berbagai saran

dan kritik dari para pembaca. Penulis berharap agar laporan skripsi ini dapat bermanfaat

bagi para pembaca. Terima kasih.

Semarang, Juli 2017

Penulis

Anna Paramita Efivani

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................... i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ......................... Error! Bookmark not defined.

RINGKASAN .................................................................................................................. iii

SUMMARY....................................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ...................................................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ x

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................... xi

1. PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1

1.1. Latar belakang .................................................................................................... 1

1.2. Tinjauan Pustaka ................................................................................................ 3

1.2.1. Teh Putih..................................................................................................... 3

1.2.2. Kombucha ................................................................................................... 3

1.2.3. Senyawa Antioksidan ................................................................................. 6

1.2.4. Flavonoid .................................................................................................... 7

1.2.4.1. Kuersetin ................................................................................................. 8

1.2.5. Bakteri Asam Laktat ................................................................................... 9

1.2.6. Potensi probiotik ....................................................................................... 10

1.2.7. Pemodelan Matematik .............................................................................. 11

1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 12

2. MATERI DAN METODE ...................................................................................... 13

2.1. Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................................... 13

2.2. Materi ............................................................................................................... 13

2.2.1. Alat ........................................................................................................... 13

2.2.2. Bahan ........................................................................................................ 13

2.3. Desain Penelitian ............................................................................................. 14

2.4. Metode ............................................................................................................. 15

2.4.1. Peremajaan Bakteri Asam Laktat ............................................................. 15

2.4.2. Pembuatan Media Fermentasi .................................................................. 15

2.4.4. Identifikasi Sel Mikroorganisme .............................................................. 16

2.4.4.1. Identifikasi Sel Yeast............................................................................. 16

2.4.4.2. Identifikasi Sel Bakteri Asam Asetat .................................................... 16

2.4.4.3. Identifikasi Sel Bakteri Asam Laktat .................................................... 16

2.4.5. Uji pH ....................................................................................................... 17

2.4.6. Uji Kepadatan Sel ..................................................................................... 17

2.4.7. Uji Total Bakteri Asam Laktat ................................................................. 17

2.4.8. Uji Aktivitas Antioksidan ......................................................................... 17

2.4.9. Uji Jumlah Kuersetin ................................................................................ 18

2.4.10. Uji Potensi probiotik ................................................................................. 18

2.4.10.1. Uji Ketahanan pada pH Rendah ............................................................ 18

2.4.10.2. Uji Ketahanan terhadap Garam Empedu .............................................. 18

viii

2.4.11. Analisa Data ............................................................................................. 19

3. HASIL PENELITIAN ............................................................................................. 20

3.1. Jenis Mikroorganisme ...................................................................................... 20

3.2. Kepadatan Sel .................................................................................................. 23

3.3. Total Bakteri Asam Laktat ............................................................................... 26

3.4. Aktivitas Antioksidan ...................................................................................... 29

3.5. Total Kuersetin................................................................................................. 32

3.6. Potensi probiotik .............................................................................................. 35

3.7. Perubahan Kimia (pH) Selama Fermentasi Kombucha ................................... 36

3.8. Analisa Grafik Model Matematik .................................................................... 39

4. PEMBAHASAN ..................................................................................................... 42

4.1. Jenis Mikroorganisme ...................................................................................... 42

4.2. Perubahan Jumlah Sel Selama Fermentasi Kombucha ................................... 44

4.3. Total Bakteri Asam Laktat Pada Kombucha ................................................... 46

4.4. Aktivitas Antioksidan Selama Fermentasi Kombucha .................................... 48

4.5. Perubahan Jumlah Kuersetin Selama Fermentasi Kombucha ......................... 50

4.6. Potensi probiotik .............................................................................................. 52

4.6.1. Ketahanan pada pH Rendah ..................................................................... 52

4.6.2. Ketahanan terhadap Garam Empedu ........................................................ 53

4.7. Perubahan kimia Kombucha Selama Fermentasi ............................................ 55

5. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................... 58

5.1. Kesimpulan ...................................................................................................... 58

5.2. Saran ................................................................................................................ 58

6. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 59

7. LAMPIRAN ............................................................................................................ 68

7.1. Perwarnaan Gram............................................................................................. 68

7.2. Larutan Standar McFarland ............................................................................. 68

7.3. Foto Fermentasi ............................................................................................... 69

7.4. ANOVA Potensi probiotik ............................................................................... 70

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kandungan Komponen Bioaktif Pada Berbagai Jenis Teh (%b/b) .................... 7

Tabel 2. Hasil identifikasi Bakteri Asam Asetat pada kultur Kombucha ....................... 20

Tabel 3. Hasil Kepadatan Sel Kombucha Selama Fermentasi (A660

) ............................. 23

Tabel 4. Hasil Total BAL Pada Kombucha Selama 14 Hari Fermentasi (log cfu/ml) ... 26

Tabel 5. Hasil Aktivitas Antioksidan Pada Kombucha Selama Fermentasi (%) ............ 29

Tabel 6. Kandungan kuersetin selama fermentasi Kombucha (mg/L) ........................... 32

Tabel 7. Jumlah Sel BAL dalam Uji Potensi Probiotik Kombucha Berbasis Teh Putih 35

Tabel 8. Hasil Perubahan Kimia (pH) Selama Fermentasi Kombucha .......................... 36

Tabel 9. Perbandingan Waktu dan Akumulasi Total BAL ............................................. 40

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kepadatan Sel Selama Fermentasi Kombucha ............................................. 23

Gambar 2. Pendekatan Persamaan Polinomial Kepadatan Sel Selama Fermentasi ....... 24

Gambar 3. Derivat Pertama (Perubahan) Kepadatan Sel Selama Fermentasi ................ 24

Gambar 4. Derivat Kedua (Percepatan Perubahan) Kepadatan Sel Selama Fermentasi

Kombucha ........................................................................................................ 25

Gambar 5. Total BAL Pada Kombucha Selama Fermentasi .......................................... 26

Gambar 6. Pendekatan Persamaan Polinomial Total Bal Selama Fermentasi ............... 27

Gambar 7. Derivat Pertama (Perubahan) Total Bal Selama Fermentasi Per Hari .......... 27

Gambar 8. Derivat kedua (percepatan perubahan) total BAL selama fermentasi .......... 28

Gambar 9. Aktivitas Antioksidan Kombucha Selama Fermentasi ................................. 29

Gambar 10. Pendekatan Persamaan Polinomial Aktivitas Antioksidan Selama

Fermentasi ........................................................................................................ 30

Gambar 11. Derivat Pertama (Perubahan) Aktivitas Antioksidan Per Hari ................... 31

Gambar 12. Derivat kedua (percepatan perubahan) aktivitas antioksidan ..................... 31

Gambar 13. Kandungan Kuersetin pada Kombucha selama fermentasi ........................ 32

Gambar 14. Pendekatan persamaan polinomial kandungan kuersetin selama fermentasi

.......................................................................................................................... 33

Gambar 15. Derivat pertama (perubahan) kandungan kuersetin selama fermentasi ...... 34

Gambar 16. Derivat kedua (percepatan perubahan) kandungan kuersetin selama

fermentasi ......................................................................................................... 34

Gambar 17. Potensi probiotik (ketahanan pada ph rendah pada pH 2, pH 2.5, pH 3 dan

ketahanan pada garam empedu) kombucha berbasis teh putih....................................... 35

Gambar 18. Perubahan Kimia (pH) Kombucha Selama Fermentasi .............................. 36

Gambar 19. Pendekatan Persamaan Logaritma Perubahan Kimia (pH) Kombucha

Selama Fermentasi ........................................................................................... 37

Gambar 20. Derivat Pertama (Perubahan) pH Kombucha Selama Fermentasi per Hari 37

Gambar 21. Derivat Kedua (Percepatan Perubahan) Perubahan Kimia (pH) Kombucha

Selama Fermentasi per Hari ............................................................................. 38

Gambar 22. Integral Total BAL Selama Fermentasi ...................................................... 41

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Pembuatan Larutan Standar McFarland........................................... 69

Lampiran 2. Foto Fermentasi Kombucha berbasis Teh Putih (a) cairan ekstrak media

teh putih dengan kultur scoby (hari ke 0) (b) fermentasi kombucha hari ke 14

(c) pengkondisian suasanan tertutup dan gelap (d) Kultur Scoby komersial

(e) bahan baku teh putih Semugih (f) bahan baku sukrosa .............................. 70