Pengaruh Pediococcus acidilactici sebagai starter pada rasa tempoyak (fermentasi durian)

AbstrakPediococcus acidilactici UP02 digunakan sebagai starter untuk fermentasi tempoyak (Durian Murr.), Seorang buah fermentasi tradisional Indonesia. Rasa tempoyak dibandingkan dengan orang-orang dalam fermentasi spontan (tidak Starter ditambahkan). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan P. acidilactici UP02 dalam fermentasi tempoyak penurunan kuantitas komponen sulfur, mengurangi kadar gula, dan peningkatan berbagai senyawa non-sulfur serta, non-volatile keasaman dan isi asam organik (laktat, malat, dan asetat). Evaluasi sensori menunjukkan bahwa tidak ada yang signifikan. Perbedaan antara sampel untuk asam dan aroma. Namun, sampel P. acidilactici UP02-diinokulasi lebih diterima dari sampel dengan perlakuan tanpa-starter. Berdasarkan hasil GC-MS, komponen rasa tempoyak dengan pengobatan P. acidilactici UP02 diamati memiliki 48 senyawa, terutama terdiri dari dimetil disulfide dan dietil disulfida diikuti oleh etana, 1-1-bis ethylthio.

PendahuluanTempoyak (Durian Murr.) Adalah fermentasi durian, yang merupakan lauk populer dan bumbu di Malaysia dan Indonesia, terutama di Sumatera dan Kalimantan islands1,2. Produk ini krim, yellowwhite dalam warna, dan memiliki aroma yang khas. Itu adalah disiapkan dengan menempatkan durian bubur dalam stoples yang garam (2-15%) ditambahkan dan hati-hati dicampur. Guci yang kemudian tertutup rapat dan disimpan selama 7 d untuk membiarkan spontan fermentasi untuk mengambil place3,4. Selama fermentasi, tekstur perubahan durian bubur dari padat ke semipadat massa disertai dengan rasa yang kuat; itu. Rasa adalah hasil dari kombinasi unik dari berbagai gula, asam organik serta berbagai senyawa organik yang mudah menguap.Volatile organic senyawa dalam tempoyak terdiri dari belerang yang mengandung senyawa; 3,5-dimetil-1,2,4 trithiolane menjadi tertinggi, dan non-sulfur senyawa dengan butanoic Asam, 2-metil etil ester yang highest4 tersebut. Tiga asam organik meliputi asetat, laktat dan malat; malicyang paling abundant5. Asam organik tersebut tidak hanya berkontribusi untuk rasa senyawa, tetapi juga meningkatkan keasaman tempoyak. Keasaman tempoyak diproduksi di Malaysia adalah 3,6% (asam asetat) dengan pH akhir dari 3,8-4,6 sedangkan, kandungan keasaman tempoyak dari Indonesia 2.55 dan 2.56% (seperti laktat asam) 6-8. Ini keasaman tinggi tempoyak dikaitkan dengan Bakteri asam laktat (BAL) 4,9,10. Beberapa peneliti telah mengisolasi banyak spesies LAB dari tempoyak.Lactobacillus plantarum, L. brevis, L. mali dan L. fermentum telah ditemukan di Malaysia tempoyak10,11, sedangkan L. plantarum, L. casei dan L. corynebacterium telah ditemukan di tempoyak dari Indonesia12. Sebuah durianis spesies baru, Lactobacillus, diisolasi dari tempoyak Malaysia, juga telah reported13. LAB lain yang ditemukan di tempoyak adalah Leuconostoc mesenteroides12, Pediococcus acidilactici dan Weissella mesenteroides4. Historis spesies Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, dan Streptococcus adalah spesies utama LAB.Ada banyak contoh dikendalikan fermentasi menggunakan LAB sebagai starter untuk pengolahan makanan, seperti, hijau zaitun, susu kedelai yang difermentasi, dan cincang makarel production14-16. Penggunaan starter Budaya memberikan konsistensi dan keandalan kinerja. Laporan pada LAB sebagai starter untuk tempoyak terbatas. Fermentasi, menggunakan starter, dapat mempengaruhi rasa tempoyak. LAB dapat bervariasi Reaksi metabolit yang memproduksi berbagai compounds17-19. Senyawa ini penting sebagai senyawa. Senyawa ini penting karena mereka menanamkan rasa khas dan aroma ke final produk. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi rasa di tempoyak menggunakan P. acidilactici UP02 sebagai starter, yang memiliki sifat bersifat homofermentatif dan yang asal dari tempoyak telah dilaporkan dalam sebelumnya studi.

Bahan dan MetodePersiapan inoculum Pediococcus acidilactici UP02 diperoleh dari Institut Sains dan Teknologi Pangan, University of the Philippines, Los Banos, Filipina. Isolat ini adalah berbudaya dan sub-kultur anaerob dalam media MRS (Difco, USA). Itu kultur disentrifugasi selama 15 menit pada 3000 rpm dan disuspensi dalam larutan garam (NaCl 0,85%) untuk menghasilkan 108CFU / mL untuk starter kerja.

Persiapan TempoyakDaging durian aseptis diambil dan dibagi menjadi dua set empat perlakuan perwakilan terdiri dari baik dengan dan tanpa pemula, dan jumlah fermentasi hari (0,4,8 dan 12). Dua ulangan dipertahankan dalam percobaan ini. Garam ditambahkan ke setiap perawatan di tingkat 3% (w / w), berdasarkan berat durian daging, dan setiap lot (200 g) dikemas dalam wadah plastik. Satu lot adalah diinokulasi dengan P. acidilactici UP02 dan banyak lainnya secara alami difermentasi (tanpa menambahkan pemula). Itu Tingkat inokulasi adalah 1%, berdasarkan berat buah durian. Sampel kemudian disimpan dalam lemari di suhu kamar (27 1oC) untuk evaluasi. Sampel dari masing-masing perlakuan ditarik pada 0, 4, 8, dan 12 d fermentasi untuk analisis total asam volatil, asam dan mengurangi gula non-volatile. Data yang dihitung sebagai rata-rata dari dua ulangan.

Analisis TempoyakProsedur yang dijelaskan oleh AOAC20 digunakan untuk Pemeriksaan total asam volatil dan non-volatile, sedangkan mengurangi gula ditentukan oleh Nelson-Method21 Samogyi. Evaluasi senyawa rasa dilakukan dengan menggunakan fase padat ekstraksi mikro (SPME) metode menjebak dan kuantifikasi asam organik individu dengan HPLC22 serta sensorik Analisis dilakukan pada 8 d sampel fermentasi. Untuk menilai perkembangan rasa selama tempoyak fermentasi, evaluasi sensorik pada aroma dan asam dilakukan dengan mencetak tes, meskipun orang-orang di penerimaan umum dilakukan oleh uji hedonik.

Evaluasi Individu Asam OrganikSebuah 20 uL sampel tempoyak disuntikkan setelah penyaringan melalui filter 0,45 pM membran dalam Seppack C-18 cartridge (Waters Madya, USA). Kondisi HPLC adalah sebagai berikut: Merck Polysphere OA HY Kolom (6 mm x 300 mm); fase gerak 0.01 N H2SO4; laju alir 0,8 mL / menit. Daerah puncak setiap asam organik dalam sampel dihitung dari sistem integrator dari stasiun data yang HPLC. Standar asam organik yang digunakan adalah laktat, malat, asam asetat, suksinat dan sitrat.

Penentuan Jumlah Content Asam VolatileUntuk sampel homogen sekitar 10 g terkandung dalam labu penyulingan, 100 mL air suling air ditambahkan. Distilasi dilakukan dengan cepat sampai 100 mL destilat dikumpulkan. Distilat dititrasi saat masih panas dengan standar 0,1 N NaOH, menggunakan fenolftalein sebagai indikator. Hasil telah dinyatakan sebagai mg asam malat / g sampel (basah dasar).Penentuan Konten Asam Jumlah Non-volatileSebuah 25 mL sampel (15 g diencerkan sampai 150 mL) adalah diuapkan sampai kering dalam hidangan menguap pada mandi uap dan dikeringkan selama 30 menit dalam oven pada 100oC. Residu dilarutkan dalam 25 mL air suling dan dititrasi dengan 0,1 N NaOH menggunakan fenolftalein sebagai indikator. Jumlah asam non-volatile adalah dihitung dari segi mL malat sampel asam / g (basah dasar).

Evaluasi Volatile Flavour SenyawaSebuah 75 g sampel dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer, disegel dengan aluminium foil dengan segel pelindung, dan dilengkapi dengan fase padat microextraction (SPME) gas jarum suntik ketat sedemikian rupa sehingga jarum suntik akan tepat di atas sampel makanan. Labu ditempatkan di Mandi air pada suhu 50oC dengan jarum suntik masih dipasang. Itu volatil dilepaskan dari sampel selama 30 menit periode di 50oC tersapu ke SPME tersebut. Ini adalah kemudian dianalisis menggunakan gas kromatografi HP 5890A terhubung ke HP 5970 spektrometer massa (Hewlett-Packard). Kromatografi gas spektrometri massa (GC-MS) dioperasikan pada 70 eV dalam dampak electron (EI) modus selama rentang 35-450 Amu; Kolom yang digunakan adalah SPB-5; 30 m 0,25 mm, ketebalan film = 0,25 m, (Supelco, Sigma-Aldrich Co). Gas pembawa adalah helium pada laju alir 1 mL / menit. Dikumpulkan volatil yang termal diserap pada 250oC selama 2 menit setelah desorpsi. Oven dipanaskan dengan cepat ke 60oC dan dipertahankan pada suhu tersebut selama 2 menit sebelum suhu meningkat di 10oC-min 1 ke 220oC (10 min). Konstituen sampel diidentifikasi oleh pencocokan spektra massa mereka dengan orang-orang yang tercatat dalam Perpustakaan komputer (NIST98 dan Wiley perpustakaan).

Evaluasi Mengurangi GulaMengurangi gula ditentukan oleh Nelson-Metode Samogyi. Untuk 1 mL sampel, 1 mL Campuran baru disiapkan dari 25 bagian tembaga reagen A dengan 1 bagian reagen tembaga B ditambahkan. Itu dicampur dan dipanaskan dalam bak air mendidih selama 20 menit dan cepat didinginkan. Untuk masing-masing tabung campuran, 1 mL arsenomolybdate reagen ditambahkan untuk menstabilkan warna. Absorbansi sampel pada 500 nm adalah diukur dengan menggunakan spektrofotometer (Spectronic 20). Nilai yang dihasilkan dibandingkan dengan standar kurva, untuk mendapatkan jumlah mengurangi gula dalam sampel.

Evaluasi sensori Flavour Dikembangkan selama TempoyakFermentasi melalui Scoring dan hedonik Tes Sampel tempoyak dengan dan tanpa starter yang mengalami panel 18-anggota untuk aroma, asam, dan evaluasi penerimaan melalui penilaian dantes hedonis. Anggota panel terdiri dari Indonesia siswa (laki-laki dan perempuan) yang akrab dengan durian dan tempoyak. Data dianalisis dengan ANOVA dan Duncan Range Beberapa uji 5% tingkat signifikansi 23.

Hasil dan DiskusiIsi Asam OrganikLima asam organik (laktat, malat, asetat, suksinat dan sitrat) dianalisis. Namun, sitrat dan asam suksinat tidak ditemukan di kedua starter dan non-starter diperlakukan sampel tempoyak. Yang paling Asam organik berlimpah ditemukan di tempoyak dengan P. acidilactici UP02 starter adalah asam malat (14,60 mg / mL) diikuti oleh asam laktat (4,34 mg / mL) dan sedikit asam asetat (1,63 mg / mL). Tambahan starter, bagaimanapun, menunjukkan peningkatan jumlah asam organik. Temuan ini mengindikasikan bahwa spesies LAB memiliki reaksi khusus mereka sendiri dan bisa bervariasi dengan kondisi fermentasi. Asam suksinat dan sitrat dilaporkan sebagai umum asam non-volatile di salah satu produk LAB seperti Kimchi Korea (dongchimi lobak), bersama dengan malat, laktat dan asetat acids22. Konversi gula ke asam organik dipengaruhi oleh jenis LAB dan kemampuannya untuk memfermentasi karbohidrat. Produksi asam laktat adalah karakteristik umum di homofermentatives3 dan P. acidilactici dikelompokkansebagai homofermentative24. Namun, hasil ini Penelitian menunjukkan bahwa asam malat lebih tinggi dari laktat acid. The LAB bersifat homofermentatif diproduksi terutama asam laktat dari metabolisme gula, tapi signifikan perubahan pembentukan produk dapat terjadi dengan gula Keterbatasan dan aerasi. Co-metabolisme gula dan asam organik adalah umum dan sering menyebabkan produksi product18 yang berbeda.

Asam organik yang ada dalam tempoyak tidak diidentifikasi dalam studi sebelumnya. Keuntungan dari Temuan ini adalah bahwa asam laktat dan asam asetat isi secara individual diselidiki menggunakan HPLC yang berbeda dari orang lain. Kebanyakan authors7-9 melaporkan kedua asam sebagai total keasaman melalui metode titrasi. Itu Total keasaman tempoyak dinyatakan sebagai asetat (3.6%) dan asam laktat (2,55-2,56%) 6,8.

Total Konten Asam Volatile dan Non-volatileTabel 1 menunjukkan bahwa nilai keasaman non-volatilestarter dan tidak ada-starter perawatan pada awal fermentasi adalah 3,55 mg malat sampel asam / g. Pada Tanggal Hari-4 dari fermentasi, keasaman non-volatile nilai meningkat secara signifikan untuk 9,72 dan 13.27 mg malat Asam / g sampel tanpa-starter dan pemula perawatan, masing-masing. Tren ini juga diamati untuk stabil keasaman. The non-volatile keasaman memiliki nilai tertinggi di hari-empat fermentasi dan berbeda nyata pada semua lokasi. Sampel dengan P. acidilactici UP02 pengobatan memiliki nilai tertinggi non-volatile keasaman, diikuti oleh perlakuan tidak-starter. Setelah hari-4 fermentasi, nilai keasaman non-volatile semua sampel secara bertahap menurun (Tabel 1). Ini adalah mungkin karena reaksi awal asam dengan alkohol dalam pembentukan metabolit lain.

Nilai asam volatil dari semua sampel, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1, pada awal fermentasi, adalah 0,24 asam asetat / g. Diamati bahwa keasaman volatile nilai kedua perawatan meningkat secara signifikan pada Hari-4 fermentasi (0,63-2,79 mg asam asetat / g). Sampel dengan P. acidilactici UP02 starter memiliki rendah Nilai keasaman volatil (0.63 mg asam asetat / g, sedangkan, pengobatan tidak-starter memiliki keasaman tinggi yang mudah menguap Nilai (2.79 mg asam asetat / g), setara dengan 0,28%. Nilai ini tidak begitu berbeda dibandingkan volatile Asam dilaporkan dalam kubis fermentasi, yaitu sekitar 0,33%; nilai tertinggi dicapai setelah 21 d fermentation25. Volatile keasaman dalam tempoyak adalah juga mungkin disumbangkan oleh oktanoat, etana dithioic, asam hexanoic dan ethylthiobutanoic, selain asetat asam, seperti yang dianalisis dengan GC-MS4.

Volatile Flavour SenyawaAnalisis sampel 8-d-lama tempoyak diinokulasi dengan dan tanpa P. acidilactici UP02 untuk Senyawa sulfur volatil dan rasa buah komponen menunjukkan bahwa ada yang berbeda perbedaan jumlah komponen flavor (Tabel 2 & 3). Komponen rasa tempoyak dengan pengobatan P. acidilactici UP02 diamati memiliki 48 senyawa sedangkan tidak ada-starter pengobatan memiliki 22 senyawa. Senyawa ini berhubungan dengan thiol, ester, alkohol, aldehida, alkana, keton, dan sejumlah kecil zat yang tidak diketahui. Semua senyawa rasa yang dihasilkan adalah didominasi oleh senyawa sulfur, dietil tyrisulfide. Hal ini tidak mengkonfirmasi dengan result4 tembus, di mana 3,5-dimetil-1, 2,4-trithiolane dilaporkan menjadi hadir dalam konsentrasi tertinggi di alami fermentasi tempoyak. Perbedaan ini bisa dikaitkan dengan varietas yang berbeda yang digunakan dan kematangan durian serta mikroorganisme yang berbeda kombinasi yang terlibat.

Analisis juga menunjukkan bahwa baik pemula dan nostarter contoh komponen pengobatan memiliki kurang etil 2-metil butanoate, menunjukkan bahwa sampel memiliki kurang rasa buah yang merupakan rasa durian. Buah durian memiliki dua catatan bau berbeda, (i) sulfury yang kuat seperti bawang dan (ii) hati-hati fruity26. Ini telah diamati dalam laporan sebelumnya etil yang 2-metil butanoate disampaikan durian buah flavour26,27. Selain itu, telah ditemukan bahwa ini senyawa kontribusi terbesar terhadap non-sulfur bagian dari rasa durian yang dianalisis dengan rasa GC-Sniff pengenceran analysis28. 48 senyawa volatil dalam sampel dengan P. acidilactici UP02 yang ditandai dengan kehadiran dari 18 sulfur, 10 ester, 2 asam karboksilat, alkohol 5, 2 aldeyhe, 2 alkana, 1 keton, 6 tidak diketahui, dan 2 Senyawa lain-lain. Banyak senyawa dihasilkan dalam sampel ini tidak ditemukan dalam no-starter menambahkan sampel, seperti asam asetat; etana ethylthio; ethylpropionate; Asam hexanoic; 2,3 dihidro-benzofuran; 1-asetilamino-5,5-dimethoxy- 2,3-dimetil 2 pentena; germacyclobutane, 1,1- dimetil; disulfida, etil (1 methylpriophyl); N-dim-ethylthiophosphynil-3 Aminopyridine: tetradecanoic etil ester asam; heksadekanoat etil ester; 4,6 dimetil-1,2,3,5,5-tetrathiacyclohexane; methanethioamide, N, N-dimetil dan glisin metil ester. Itu senyawa terakhir adalah unsur utama nonsulphur yang volatil hadir dalam sampel diinokulasi P. acidilactici UP02 starter.

Di antara senyawa sulfur, dietil disulfide adalah senyawa sulfur yang berlimpah kedua diamati di semua sampel dengan dan tanpa pengobatan starter. Ini mungkin bertanggung jawab untuk bau busuk yang dicatat dalam durian yang difermentasi. Disulfida dietil adalah dilaporkan bertanggung jawab untuk bau busuk di durian29. Sebanyak 18 senyawa sulfur yang terdeteksi di P. acidilactici UP02 sampel diobati, sedangkan tidak ada-starter diperlakukan menunjukkan 10 sulfur senyawa. Kehadiran sulfur berlimpah komponen menyebabkan sampel masih memiliki yang kuat bawang-seperti bau.

Analisis ruang kepala tidak ada-starter diperlakukan sampel mengungkapkan bahwa 1-butanol 3-metil; 2,3-butanadiol; 1,3- butanadiol; butanoic acid, 2-metil, etil ester; Asam nonanoat, etil ester; dan dua tidak diketahui senyawa adalah aroma non-sulfur utama yang hadir. Di antaranya ada non-sulfur senyawa, 1,3-butanadiol ditemukan pada tertinggi Jumlah sampel dalam thie. Hal itu melihat bahwa nonanoat asam, etil ester, dan senyawa sulfur, 3- Asam ethylthiobutanoic hanya ditemukan di nostarter yang sampel diobati.

Mengurangi GulaHasil penelitian menunjukkan bahwa starter dan tidak ada-starter perawatan memiliki pola yang sama mengurangi gula, yang nilai-nilainya menurun dari hari-0 sampai hari-8 dari lama fermentasi (Gambar. 1). Hal ini disebabkan oleh pemanfaatan mengurangi berat molekul gula rendah sumber energi oleh LAB. Lebih tinggi mengurangi konten gula, bagaimanapun, adalah diamati dalam no-starter menambahkan pengobatan daripada di P. acidilactici UP02 diperlakukan tempoyak. Nilai-nilai dihasilkan dalam percobaan mungkin disebabkan oleh kehadiran mikroflora lainnya di fermentasi awal, selain LAB. Banyak mikroflora seperti jamur mampu untuk menghasilkan enzim, yang pada gilirannya, terdegradasi karbohidrat menjadi gula sederhana seperti glukosa dan fruktosa. The aril durian diketahui mengandung sekitar 33% karbohidrat berdasarkan berat segar, yang sekitar sepertiga mungkin starch30. Dalam acidilactici P. Pengobatan UP02, penurunan nilai mengurangi gula, dalam penelitian ini, mungkin karena tinggi. Tingkat konsumsi oleh LAB selama proses fermentasi. P. acidilactici UP02 hadir dalam jumlah tinggi karena mulai dari fermentasi. Kinetika pertumbuhan mikroorganisme hadir dalam sampel ditentukan Tingkat konsumsi gula pereduksi, yang mengakibatkan berbeda mengurangi isi gula antar perlakuan. Sebuah kematian umum dalam mengurangi gula juga dicatat dalam fermentasi wortel dan foods25 lainnya.

Evaluasi sensorikRata-sensorik dari tempoyak sebagai dievaluasi oleh Panel 18-anggota diberikan pada Tabel 4. Analisis varians dari sensorik berarti skor yang berbeda perawatan. Tidak ada perbedaan yang signifikan antara sampel yang diuji pada tingkat signifikansi 0,05 untuk asam atau aroma. Namun, ada yang signifikan Perbedaan antara pengobatan untuk penerimaan umum. Sampel P. acidilactici UP02 diinokulasi lebih diterima daripada mereka yang tidak-starter pengobatan. Secara umum, hasil dari evaluasi sensorik mengungkapkan bahwa hakim tidak dapat membedakan setiap Perbedaan antar perlakuan pada asam dan aroma. Hal ini mungkin disebabkan fakta bahwa 8-d fermentasi sampel disajikan dalam sensorik, dimana, berdasarkan analisis biokimia mereka, pH, dan keasaman tidak berbeda nyata antar perlakuan. Selain Itu, komponen ini dominan di semua sampel pada dasarnya sama, yaitu senyawa sulfur. Meskipun atribut sensori tidak berbeda secara signifikan antara perlakuan ketika datang ke aroma dan asam, hasil menunjukkan bahwa sampel dengan P. Pengobatan acidilactici UP02 memiliki skor yang lebih tinggi untuk asam dari sampel lainnya. Hal ini mungkin berkaitan dengan akseptabilitas tinggi panelis terhadap sampel diperlakukan dengan P. acidilactici UP02.

KesimpulanUmumnya, rasa tempoyak (durian yang difermentasi) dipengaruhi oleh penambahan P. acidilactici UP02 sebagai starter. Penambahan P. acidilactici UP02 difermentasi tempoyak menurunkan kuantitas komponen sulfur, meningkat berbagai non-sulfur senyawa, nilai-nilai non-volatile keasaman, dan kandungan asam organik. Komponen rasa tempoyak dengan pengobatan P. acidilactici UP02 adalah diamati memiliki 48 senyawa, meskipun, mereka yang perawatan tidak ada starter memiliki 22 senyawa. Pola mengurangi gula dalam kedua sampel dari hari-0 Hari-8 dari periode fermentasi yang sama. Itu tempoyak disiapkan oleh starter dengan P. acidilactici UP02 lebih diterima daripada tidak-starter pengobatan.