v. hasil dan pembahasan 5.1 total bakteri asam laktat...

26
38 V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Total Bakteri Asam Laktat (BAL) dan Bakteri Probiotik Perhitungan BAL dan bakteri probiotik dilakukan terhadap kultur cair B. bifidum, suspensi, dan minuman sinbiotik. Total bakteri asam laktat pada kultur cair adalah sebesar 3,9x10 10 CFU/mL. Total bakteri asam laktat tersebut meningkat menjadi 4,7x10 10 CFU/mL. Total bakteri probiotik yang terdapat pada kultur cair adalah sebesar 1,7x10 10 CFU/mL. Total bakteri probiotik tersebut meningkat ketika menjadi suspensi yaitu sebesar 3,3x10 10 CFU/mL. Peningkatan total bakteri probiotik dari kultur cair hingga menjadi suspensi disebabkan oleh pertumbuhan mikrobial dari bakteri B. bifidum. Tujuan dari pembuatan suspensi adalah untuk memperbanyak jumlah koloni bakteri guna menjadi minuman sinbiotik (Angelov et al., 2006). Suspensi dibuat dengan menambahkan susu skim. Laktosa yang terdapat dalam susu skim akan digunakan oleh bakteri sebagai sumber energi selama pertumbuhan pada saat inkubasi sehingga jumlahnya akan meningkat (Triyono, 2010). Total bakteri probiotik yang terdapat dalam suspensi memiliki jumlah yang lebih kecil jika dibandingkan dengan total bakteri asam laktat karena bakteri probiotik merupakan bagian dari bakteri asam laktat. Dengan demikian, totalnya akan lebih sedikit karena tidak semua bakteri asam laktat termasuk jenis probiotik (Campana et al., 2017). Bakteri probiotik merupakan bakteri yang dapat memberikan efek kesehatan pada inang. Hal ini disebabkan karena sifatnya yang tahan terhadap asam lambung dan garam empedu sehingga dapat mendominasi bakteri baik pada

Upload: dangdien

Post on 09-Jun-2019

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

38

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Total Bakteri Asam Laktat (BAL) dan Bakteri Probiotik

Perhitungan BAL dan bakteri probiotik dilakukan terhadap kultur cair B.

bifidum, suspensi, dan minuman sinbiotik. Total bakteri asam laktat pada kultur

cair adalah sebesar 3,9x1010

CFU/mL. Total bakteri asam laktat tersebut

meningkat menjadi 4,7x1010

CFU/mL. Total bakteri probiotik yang terdapat pada

kultur cair adalah sebesar 1,7x1010

CFU/mL. Total bakteri probiotik tersebut

meningkat ketika menjadi suspensi yaitu sebesar 3,3x1010

CFU/mL.

Peningkatan total bakteri probiotik dari kultur cair hingga menjadi

suspensi disebabkan oleh pertumbuhan mikrobial dari bakteri B. bifidum. Tujuan

dari pembuatan suspensi adalah untuk memperbanyak jumlah koloni bakteri guna

menjadi minuman sinbiotik (Angelov et al., 2006). Suspensi dibuat dengan

menambahkan susu skim. Laktosa yang terdapat dalam susu skim akan digunakan

oleh bakteri sebagai sumber energi selama pertumbuhan pada saat inkubasi

sehingga jumlahnya akan meningkat (Triyono, 2010). Total bakteri probiotik yang

terdapat dalam suspensi memiliki jumlah yang lebih kecil jika dibandingkan

dengan total bakteri asam laktat karena bakteri probiotik merupakan bagian dari

bakteri asam laktat. Dengan demikian, totalnya akan lebih sedikit karena tidak

semua bakteri asam laktat termasuk jenis probiotik (Campana et al., 2017).

Bakteri probiotik merupakan bakteri yang dapat memberikan efek

kesehatan pada inang. Hal ini disebabkan karena sifatnya yang tahan terhadap

asam lambung dan garam empedu sehingga dapat mendominasi bakteri baik pada

39

saluran cerna (Kerry et al., 2018). Bakteri probiotik juga dapat menghasilkan

asam-asam organik dan menghambat bakteri patogen (Ooi et al., 2015).

Total bakteri asam laktat dan bakteri probiotik perlu diketahui untuk

memastikam bahwa suspensi B. bifidum yang akan dicampurkan pada minuman

sinbiotik melibihi jumlah standar. Standar Nasional Indonesia 2891-2009

menyebutkan bahwa jumlah BAL yang harus dipenuhi dalam produk yoghurt

adalah sebesar 7 Log CFU/mL atau 107 CFU/mL. Total BAL dan bakteri probotik

yang terdapat pada suspensi telah melebihi standar yaitu sebesar 4,7x1010

CFU/mL dan 3,3x1010

CFU/mL.

Berdasarkan hasil pengujian, minuman sinbiotik yang disimpan pada suhu

15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC mengalami penurunan total BAL. Data total

BAL selama penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4.

Tabel 1. Total Bakteri Asam Laktat Pada Suhu 15ºC±5ºC

Waktu (Jam) Total Bakteri

(CFU/mL)

Log CFU/mL

0 4,4x1010

10,64

24 3,8x1010

10,58

48 3,1x1010

10,49

72 2,5x1010

10,40

96 2,0x1010

10,30

120 1,5x1010

10,18

144 9,5x109 9,98

168 7,2x109 9,86

Berdasarkan Tabel 3 dan Tabel 4, suhu penyimpanan 15ºC hari ke 7 (jam

ke-168) jumlah bakteri asam laktat yang dihasilkan adalah sebesar 7,2x109

CFU/mL, sedangkan pada suhu penyimpanan 25°C jam ke-24 menghasilkan nilai

sebesar 7,1x109

CFU/mL, dan pada suhu penyimpanan 35ºC jam ke-24 dapat

40

menghasilkan nilai sebesar 3,9x109 CFU/mL. Tabel 3 menunjukkan bahwa

penurunan BAL berlangsung signifikan pada hari ke-6 (jam ke-144), dari jumlah

awal 1010

menjadi 9,5x109 CFU/mL. Berdasarkan Tabel 4, minuman yang

disimpan pada suhu 25oC dan 35

oC mengalami penurunan BAL secara signifikan

pada jam ke-10 masing-masing menjadi 9,7x109 CFU/mL dan 5,1x 10

9 CFU/mL.

Tabel 2. Total Bakteri Asam Laktat Pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC

Waktu

(Jam)

Total Bakteri (CFU/mL) Log CFU/mL

25oC 35

oC 25

oC 35

oC

0 3,5x1010

4,0x1010

10,54 10,60

2 3,3x1010

3,5x1010

10,52 10,54

4 3,0x1010

2,3x1010

10,48 10,36

6 2,4x1010

1,7x1010

10,38 10,23

8 1,1x1010

1,1x1010

10,04 10,04

10 9,7x109 5,1x10

9 9,99 9,71

24 7,1x109 3,9x10

9 9,85 9,59

Penurunan BAL tersebut diduga disebabkan karena nutrisi pertumbuhan

telah berkurang. Hal ini disebabkan karena bakteri akan terus melakukan

metabolisme sehingga nutrisi menjadi berkurang dan jumlah bakteri akan semakin

menurun (Kiani et al., 2008). Menurut Dave dan Shah (1997), suhu juga

merupakan salah satu faktor yang memengaruhi pertumbuhan bakteri dalam suatu

produk.

Suhu penyimpanan yang lebih rendah menyebabkan laju pertumbuhan

berlangsung secara lambat, sedangkan suhu penyimpanan yang mendekati suhu

optimal pertumbuhan bakteri akan mempercepat laju pertumbuhan sehingga

penurunan BAL akan semakin cepat. Menurut Rizqiati et al. (2008), penyimpanan

pada suhu tinggi juga dapat mempercepat laju kerusakan, dalam penelitian ini

ditandai dengan penurunan jumlah bakteri.

41

Berdasarkan data pada Tabel 3 dan Tabel 4, penurunan total BAL dapat

diplotkan pada grafik seperti pada Gambar 9 dan Gambar 10 sehingga diperoleh

persamaan seperti pada Tabel 5.

Gambar 1. Grafik Total BAL pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama

Penyimpanan

Gambar 2. Grafik Total BAL pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC terhadap

Lama Penyimpanan

Tabel 3. Persamaan Regresi Total BAL terhadap Lama Penyimpanan

Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r

15ºC±5ºC y = -0,0047x + 10,701 0,9749 0,987

25ºC±5ºC y = -0,0317x + 10,502 0,7644 0,874

35ºC±5ºC y = -0,0443x + 10,496 0,8000 0,894

y = -0,0047x + 10,701

R² = 0,9749

9,80

9,90

10,00

10,10

10,20

10,30

10,40

10,50

10,60

10,70

10,80

0 50 100 150 200

Tota

l B

AL

(L

og C

FU

/mL

)

Waktu (Jam)

Suhu 15ºC

Linear (Suhu 15ºC)

y = -0,0317x + 10,502

R² = 0,7644

y = -0,0443x + 10,496

R² = 0,8

9,20

9,40

9,60

9,80

10,00

10,20

10,40

10,60

10,80

0 10 20 30

Tota

l B

AL

(L

og C

FU

/mL

)

Waktu (Jam)

Suhu 25ºC

Suhu 35ºC

Linear (Suhu 25ºC)

Linear (Suhu 35ºC)

42

Berdasarkan Tabel 5 diketahui bahwa penyimpanan minuman sinbiotik

pada suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r (koefisien korelasi)

yang mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,87-0,99 (87%-99%). Nilai koefisien

korelasi teresebut menunjukkan bahwa total BAL dengan lama penyimpanan

memiliki keeratan hubungan yang sangat kuat. Selisih 1%-13% yang tersisa

dipengaruhi oleh variabel lain seperti RH dan suhu penyimpanan. Hal ini sesuai

dengan pertumbuhan BAL yang terlihat pada Gambar 9 dan Gambar 10 bahwa

jumlah BAL mengalami penurunan setelah 24 jam dengan suhu penyimpanan

15ºC±5ºC, sedangkan penurunan BAL mulai terjadi setelah 2 jam penyimpanan

pada suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC. Menurut Adam dan Moss (2008), faktor

pertumbuhan bakteri terdiri dari faktor intrinsik (nutrisi, pH, faktor tumbuh

inhibitor) dan faktor ekstrinsik (kondisi lingkungan penyimpanan). Nilai slope

menyatakan penurunan total BAL selama penyimpanan akan menurun sebesar

0,00%-0,04%.

Sama halnya dengan BAL, bakteri probiotik juga mengalami penurunan

selama penyimpanan pada suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC. Data total

bakteri probiotik selama penyimpanan pada suhu 15ºC±5ºC dapat dilihat pada

Tabel 6. Berdasarkan Tabel 6, total bakteri probiotik menunjukkan penurunan

yang signifikan sejak penyimpanan hari ke-1 (jam ke-24) dari 3,2x1010

CFU/mL

menjadi 6,8x109 CFU/mL. Bakteri probiotik kemudian mengalami penurunan

secara signifikan kembali ketika mencapai penyimpanan hari ke-6 (jam ke-144)

yaitu menjadi 9,1x108CFU/mL. Penurunan bakteri probiotik selama penyimpanan

43

pada suhu 15oC berdasarkan Tabel 6, berlangsung secara lambat jika

dibandingkan dengan penyimpanan pada suhu 25oC dan 35

oC pada Tabel 7.

Tabel 4. Total Bakteri Probiotik Pada Suhu 15ºC±5ºC

Waktu (Jam) Total Bakteri

(CFU/mL)

Log CFU/mL

0 3,2x1010

10,51

24 6,8x109 9,83

48 5,3x109 9,72

72 3,6x109 9,56

96 2,6x109 9,41

120 2,0x109 9,30

144 9,1x108 8,96

168 7,2x108 8,86

Tabel 5. Total Bakteri Probiotik Pada Suhu Penyimpanan 25ºC±5ºC dan

35ºC±5ºC

Waktu

(Jam)

Total Bakteri (CFU/mL) Log CFU/mL

25oC 35

oC 25

oC 35

oC

0 3,1x1010

3,0x1010

10,49 10,48

2 2,8x1010

2,7x1010

10,45 10,43

4 2,6x1010

1,8x109 10,41 9,26

6 4,6x109 1,3x10

9 9,66 9,11

8 4,0x109 9,5x10

8 9,60 8,98

10 2,5x109 6,2x10

8 9,40 8,79

24 1,3x109 3,4x10

8 9,11 8,53

Berdasarkan Tabel 7, bakteri probiotik pada suhu penyimpanan 25oC telah

mengalami penurunan secara signifikan pada jam ke-6 yaitu menjadi 4,7x109

CFU/mL. Bakteri probiotik pada suhu penyimpanan 35oC mengalami penurunan

secara signifikan lebih cepat yaitu terjadi pada jam ke-4 menjadi 2,0x109 CFU/mL

dan mengalami penurunan kembali pada jam ke-10 yaitu menjadi 8,5x108

CFU/mL.

Berdasarkan Tabel 6 dan Tabel 7, dapat dilihat bahwa penurunan bakteri

probiotik terjadi lebih cepat pada suhu penyimpanan yang lebih tinggi. Pada suhu

44

penyimpanan 15ºC hari ke-7 (jam ke-168) jumlah bakteri probiotik sebesar

7,2x108 CFU/mL, sedangkan pada suhu penyimpanan 25ºC jam ke-24

menghasilkan nilai sebesar 1,3x109

CFU/mL, dan pada suhu penyimpanan 35ºC

jam ke-24 dapat menghasilkan nilai sebesar 3,4x108 CFU/mL.

Data yang terdapat pada Tabel 6 dan Tabel 7 diplotkan pada grafik antara

suhu dan lama penyimpanan seperti yang terlihat pada Gambar 11 dan Gambar 12

sehingga diperoleh persamaan regresi pada Tabel 8. Penyimpanan minuman

sinbiotik pada suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r yang

mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,78-0,96 (78%-96%). Nilai r (koefisien korelasi)

teresebut menunjukkan bahwa total bakteri probiotik dengan lama penyimpanan

memiliki keeratan hubungan yang sangat kuat. Sama halnya dengan bakteri asam

laktat, selisih nilai keeratan sebesar 4%-22% pada bakteri probiotik dipengaruhi

oleh faktor intrinsik, faktor ekstrinsik, faktor pengolahan pangan, dan faktor

implisit. Nilai slope menyatakan penurunan total bakteri probiotik selama

penyimpanan akan menurun sebesar 0,00%-0,08%.

Pertumbuhan bakteri berdasarkan Gambar 11 menunjukkan adanya

penurunan jumlah bakteri secara signifikan setelah 24 jam penyimpanan,

sedangkan berdasarkan Gambar 12 jumlah bakteri probiotik mulai mengalami

penurunan setelah 2 jam penyimpanan. Perbedaan kecepatan penurunan bakteri

probiotik disebabkan karena perbedaan suhu penyimpanan yang digunakan. Suhu

penyimpanan yang lebih tinggi akan meningkatkan kecepatan metabolisme dan

pertumbuhan berlangsung lebih cepat. Dengan demikian, jumlah nutrisi akan

45

berkurang dan penurunan jumlah bakteri akan berlangsung cepat (Kiani et al.,

2008).

Gambar 3. Grafik Total Probiotik pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama

Penyimpanan

Gambar 4. Grafik Total Probiotik pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC

terhadap Lama Penyimpanan

Tabel 6. Persamaan Regresi Total Bakteri Probiotik terhadap Lama

Penyimpanan

Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r

15ºC±5ºC y = -0,0086x + 10,240 0,9273 0,963

25ºC±5ºC y = -0,0612x + 10,348 0,7387 0,859

35ºC±5ºC y = -0,0760x + 9,9546 0,6048 0,778

y = -0,0086x + 10,24

R² = 0,9273

8,60

8,80

9,00

9,20

9,40

9,60

9,80

10,00

10,20

10,40

10,60

0 50 100 150 200

Tota

l B

ak

teri

Pro

bio

tik

(L

og

CF

U/m

L)

Waktu (Jam)

Suhu 15°C

Linear (Suhu 15°C)

y = -0,0612x + 10,348

R² = 0,7387

y = -0,076x + 9,9546

R² = 0,6048

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

0 10 20 30

Tota

l B

ak

teri

Pro

bio

tik

(L

og

CF

U/m

L)

Waktu (Jam)

Suhu 25°C

Suhu 35°C

Linear (Suhu 25°C)

Linear (Suhu 35°C)

46

Menurut (Kailasapathy et al., 2011) B. bifidum akan lebih cepat tumbuh

pada suhu optimalnya yaitu 37°C-41oC. Hal ini sesuai dengan hasil yang

diperoleh yaitu minuman sinbiotik yang disimpan pada suhu 35ºC mengalami

pertumbuhan B. bifidum yang lebih cepat. Berbeda dengan penyimpanan

minuman sinbiotik yang disimpan pada suhu 15°C pertumbuhan B. bifidum

terlihat lebih lambat akibat aktivitas metabolisme bakteri yang berjalan lambat

(Meena et al., 2014), selain itu B. bifidum juga akan lebih sulit untuk tumbuh di

bawah batas suhu optimalnya yaitu 22ºC. Hal ini dibuktikan dengan penyimpanan

minuman sinbiotik pada suhu 25ºC menghasilkan pertumbuhan bakteri yang lebih

cepat dari penyimpanan pada suhu 15°C.

5.2 Nilai pH

Derajat keasaman minuman sinbiotik dapat menunjukkan keasaman dari

minuman sinbiotik yang melibatkan bakteri asam laktat maupun bakteri probiotik.

Minuman sinbiotik ini memiliki nilai pH awal yang mendekati netral seperti yang

terlihat pada Tabel 9 dan Tabel 10. Hal ini dipengaruhi oleh penambahan bakteri

B. bifidum yang tumbuh dengan baik pada pH 5,5-7 (Chramostová et al., 2014).

Tabel 7. Nilai pH Minuman Sinbiotik Suhu 15ºC±5ºC

Waktu (Jam) pH

0 6,8

24 6,7

48 6,4

72 5,5

96 4,6

120 4,5

144 4,4

168 4,1

47

Tabel 8. Nilai pH Minuman Sinbiotik Suhu 25ºC±5ºC dan Suhu 35ºC±5ºC

Waktu (Jam) pH

25oC 35

oC

0 6,7 6,9

2 6,5 6,8

4 6,5 6,6

6 6,4 6,4

8 5,8 5,3

10 5,5 4,7

24 4,2 3,0

Berdasarkan Tabel 9 dan Tabel 10, dapat dilihat bahwa semakin tinggi

suhu penyimpanan maka penurunan nilai pH akan berlangsung semakin cepat

karena dipengaruhi oleh suhu optimal pertumbuhan bakteri (Chramostová et al.,

2014). Hal ini dapat disebabkan karena pembentukan asam laktat berlangsung

secara optimal. B. bifidum yang ditambahkan pada minuman akan mengubah

nutrisi menjadi lebih sederhana dan menghasilkan asam laktat (Umam et al.,

2012).

Menurut Widowati dan Misgiyarta (2002), mekanisme pembentukan asam

laktat dimulai dari pemecahan substrat menjadi gula sederhana menghasilkan

energi untuk aktivitas bakteri dan probiotik sehingga dihasilkan asam laktat.

Semakin banyak asam laktat yang terbentuk maka semakin rendah pH yang

diperoleh. Dalam keadaan tersebut ion H+ yang dihasilkan semakin meningkat

menyebabkan nilai pH yang semakin rendah dan menghasilkan rasa asam pada

produk.

Berdasarkan Tabel 10 diketahui bahwa penyimpanan pada suhu 35oC dan

25oC dalam 24 jam dapat menghasilkan pH 3,0 dan pH 4,2, sedangkan

berdasarkan Tabel 9 penyimpanan pada suhu 15oC untuk menghasilkan pH 4,1

48

dibutuhkan lama penyimpanan selama 7 hari (168 jam). Hal ini sesuai dengan

penelitian yang dilakukan oleh Schlabitz et al. (2015), selama penyimpanan dalam

lemari pendingin perubahan pH minuman susu fermentasi sinbiotik akan terjadi

secara lambat. Menurut (Angelov et al., 2006) minuman probiotik berbahan

serealia akan mengalami pembentukan asam secara signifikan setelah 8 jam.

Martensson et al. (2002) menyebutkan bahwa salah satu bakteri probiotik yaitu

Lactobacillus plantarum dalam minuman sinbiotik dapat menghasilkan pH hingga

3,9 setelah 16 jam.

Data yang diperoleh dari Tabel 9 dan Tabel 10 diplotkan pada grafik yang

terdapat pada Gambar 13 dan Gambar 14 sehingga diperoleh persamaan seperti

pada Tabel 11.

Gambar 5.Grafik Nilai pH pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama

Penyimpanan

y = -0,0184x + 6,9167

R² = 0,9265

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

pH

Waktu (Jam)

49

Gambar 6. Grafik Nilai pH pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC terhadap

Lama Penyimpanan

Tabel 9. Persamaan Regresi Nilai pH terhadap Lama Penyimpanan

Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r

15ºC±5ºC y = -0,0184x + 6,9167 0,9265 0,9626

25ºC±5ºC y = -0,1089x + 6,7828 0,9659 0,9828

35ºC±5ºC y = -0,1752x + 7,0226 0,9391 0,9691

Berdasarkan Tabel 11 diketahui bahwa nilai pH minuman sinbiotik pada

suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r (koefisien korelasi) yang

mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,96-0,98 (96%-98%). Nilai koefisien korelasi

tersebut menunjukkan bahwa nilai pH dengan lama penyimpanan memiliki

keeratan hubungan yang sangat kuat. Nilai slope menyatakan penurunan nilai pH

selama penyimpanan akan menurun sebesar 0,02%-0,18%.

5.3 Viskositas

Viskositas merupakan kekentalan suatu bahan. Viskositas minuman

sinbiotik dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah jenis kultur,

penggunaan suhu, dan penggunaan penstabil (Sawitri, 2008). Berdasarkan

y = -0,1089x + 6,7828

R² = 0,9659

y = -0,1752x + 7,0226

R² = 0,9391

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15 20 25 30

pH

Waktu (Jam)

Suhu 25°C

Suhu 35°C

Linear (Suhu

25°C)Linear (Suhu

35°C)

50

penelitian yang telah dilakukan, minuman sinbiotik yang dibuat menunjukkan

adanya endapan tepung sorgum yang tidak terlarut sempurna. Untuk mengetahui

karakteristik kekentalan dari minuman sinbiotik dilakukan pengamatan viskositas

selama penyimpanan yang dapat dilihat pada Tabel 12 dan Tabel 13.

Tabel 10. Viskostas Minuman Sinbiotik Suhu 15ºC±5ºC

Waktu (Jam) Viskositas (mPas)

0 27

24 30

48 35

72 40

96 59

120 75

144 78

168 90

Tabel 11. Viskositas Minuman Sinbiotik Suhu 25ºC±5ºC dan Suhu 35ºC±5ºC

Waktu (Jam) Viskositas (mPas)

25oC 35

oC

0 24 25

2 25 30

4 29 32

6 33 36

8 38 43

10 42 62

24 45 116

Berdasarkan Tabel 12 dan Tabel 13 diketahui bahwa viskositas minuman

sinbiotik mengalami kenaikan selama penyimpanan pada ketiga suhu

penyimpanan. Viskositas yang tinggi menandakan kekentalan yang semakin

meningkat. Kenaikan viskositas ini dipengaruhi oleh penggunaan bakteri asam

laktat yang berperan dalam menghasilkan asam laktat. Asam laktat yang

dihasilkan akan menurunkan nilai pH minuman dan penurunannya akan semakin

besar jika disimpan pada suhu yang lebih tinggi (Sawitri et al., 2008). Hal

51

tersebut sesuai dengan nilai pH minuman sinbiotik yang diperoleh yaitu semakin

menurun. Menurut Saint-Eve et al. (2008), asam yang terbentuk dari metabolisme

bakteri akan meningkatkan viskositas produk karena jaringan protein menjadi

semakin kuat. Protein pada minuman sinbiotik akan terkoagulasi sehingga

membentuk gumpalan.

Data yang terdapat pada Tabel 12 dan Tabel 13 diplotkan pada grafik

seperti yang terlihat pada Gambar 15 dan Gambar 16. Kemudian diperoleh

persamaan seperti pada Tabel 14.

Gambar 7. Grafik Viskositas pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama

Penyimpanan

Gambar 8. Grafik Viskositas pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC terhadap

Lama Penyimpanan

y = 0,4067x + 20,083

R² = 0,9531

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Vis

kosi

tas

(mP

as)

Waktu (Jam)

y = 0,9157x + 26,651

R² = 0,7808

y = 3,9488x + 18,681

R² = 0,9717 0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25 30

Vis

kosi

tas

(mP

as)

Waktu (Jam)

Suhu 25°C

Suhu 35°C

Linear (Suhu 25°C)

Linear (Suhu 35°C)

52

Tabel 12. Persamaan Regresi Viskositas terhadap Lama Penyimpanan

Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r

15ºC±5ºC y = 0,4067x + 20,083 0,9531 0,9762

25ºC±5ºC y = 0,9157x + 26,651 0,7808 0,8836

35ºC±5ºC y = 3,9488x + 18,681 0,9717 0,9857

Berdasarkan Tabel 14 diketahui bahwa viskositas minuman sinbiotik pada

suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r (koefisien korelasi) yang

mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,88-0,99 (88%-99%). Nilai koefisien korelasi

teresebut menunjukkan bahwa viskositas dengan lama penyimpanan memiliki

keeratan hubungan yang sangat kuat. Nilai slope menyatakan peningkatan

viskositas selama penyimpanan akan meningkat sebesar 0,41%-3,95%.

Menurut Makfoeld (2008), kenaikan viskositas juga dapat disebabkan oleh

koagulasi protein. Kandungan protein pada tepung sorgum dalam pembuatan

minuman sinbiotik adalah sebesar 10%-12%. Menurut Triyono (2010) susu skim

mengandung kasein yang merupakan protein utama susu dalam kondisi asam

menjadi tidak stabil dan akan terkoagulasi menjadi gel. Terkoagulasinya protein

akan menyebabkan meningkatnya viskositas. Hal tersebut sesuai dengan data

yang diperoleh yaitu viskositas minuman sinbiotik mengalami peningkatan

selama penyimpanan.

5.4 Pendugaan Umur Simpan

Pendugaan umur simpan minuman sinbiotik ini dilakukan dengan metode

ASLT model Arrhenius menggunakan 3 suhu penyimpanan yaitu 15±5oC,

25±5oC, dan 35±5

oC. Masing-masing kriteria pengamatan dihitung dan ditentukan

ordo reaksi yang berlangsung di dalamnya. Berdasarkan ordo reaksi yang terpilih

53

akan diperoleh persamaan regresi untuk mengetahui konstanta laju reaksi.

Selanjutnya dapat dilakukan perhitungan Arrhenius dan diperoleh umur simpan

produk minuman sinbiotik.

5.4.1 Penentuan Ordo Reaksi

Tahap pertama untuk menduga umur simpan adalah menentukan ordo

reaksi yang berlangsung pada setiap suhu penyimpanan. Data yang diperoleh

selama pengamatan diplotkan pada grafik untuk memperoleh persamaan

regresinya. Grafik total bakteri probiotik dapat dilihat pada Gambar 17 dan 18.

Berdasarkan grafik pada Gambar 17 dan Gambar 18 diperoleh persamaan regresi

pada masing-masing suhu penyimpanan. Nilai slope dari masing-masing suhu

penyimpanan berbeda-beda, suhu penyimpanan 15ºC menghasilkan nilai sebesar -

1x108, suhu penyimpanan menghasilkan nilai sebesar 25

oC sebesar -6x10

9, dan

suhu penyimpanan menghasilkan nilai sebesar 35oC sebesar -5x10

9. Tanda negatif

(-) menandakan bahwa data mengalami penurunan selama penyimpanan.

Gambar 9. Grafik Bakteri Probiotik Suhu 15ºC±5ºC Ordo 0

y = -1E+08x + 2E+10

R² = 0,5268

-10000000000

-5000000000

0

5000000000

10000000000

15000000000

20000000000

25000000000

30000000000

35000000000

0 50 100 150 200Tota

l B

ak

teri

Pro

bio

tik

(CF

U/m

L)

Waktu (Jam)

3,5x1010

3x1010

2,5x1010

2x1010

1,5x1010

1x1010

5x109

0

-5x109

-1x1010

y = -1x108x + 2x1010

R2 = 0,5268

54

Gambar 10. Grafik Bakteri Probiotik Suhu 25°C±5ºC dan Suhu 35°C±5ºC

Ordo 0

Selanjutnya dibuat grafik Ln sebagai sumbu y terhadap waktu sebagai

sumbu x utuk mengetahui persamaan ordo 1 untuk membandingkan nilai

koefisien determinasi (R2). Grafik bakteri probiotik dengan ordo 1 dapat dilihat

pada Gambar 19 dan 20.

Gambar 11. Grafik Ln Bakteri Probiotik Suhu 15°C±5ºC Ordo 1

y = -1E+09x + 2E+10

R² = 0,5366

y = -1E+09x + 2E+10

R² = 0,3642

-10000000000

-5000000000

0

5000000000

10000000000

15000000000

20000000000

25000000000

30000000000

35000000000

0 10 20 30

Tota

l B

ak

teri

Pro

bio

tik

(C

FU

/mL

)

Waktu (Jam)

Suhu 25°C

Suhu 35°C

Linear (Suhu

25°C)

Linear (Suhu

35°C)

3,5x1010

3x1010

2,5x1010

2x1010

1,5x1010

1x1010

5x109

0

-5x109

-1x1010

y = -1x109x + 2x1010

R2 = 0,5366

y = -1x109x +2x1010

R2 = 0,3642

y = -0,0198x + 23,579

R² = 0,9273

20,00

20,50

21,00

21,50

22,00

22,50

23,00

23,50

24,00

24,50

0 50 100 150 200

Tota

l B

ak

teri

Pro

bio

tik

(L

n C

FU

/mL

)

Waktu (Jam)

Suhu 15°C

Linear (Suhu 15°C)

55

Gambar 12. Grafik Ln Bakteri Probiotik Suhu 25°C±5ºC dan Suhu

35°C±5ºC Ordo 1

Berdasarkan persamaan regresi yang dihasilkan pada kedua ordo,

diperoleh koefisien determinasi (R2) pada masing-masing perlakuan suhu

penyimpanan. Penentuan ordo reaksi dapat dilakukan dengan membandingkan R2

dan memilih ordo pada R2 yang dominan. Perbandingan nilai R

2 pada masing-

masing ordo dapat dilihat pada Tabel 15.

Tabel 13. Penentuan Ordo Reaksi

No Parameter Suhu R2 Ordo 0 R

2 Ordo 1

1 Probiotik 15oC±5

oC 0,7780 0,9273

25oC±5

oC 0,5042 0,7387

35oC±5

oC 0,6368 0,6084

2 Bakteri Asam Laktat 15oC±5

oC 0,9896 0,9749

25oC±5

oC 0,6857 0,7644

35oC±5

oC 0,6510 0,8000

3 pH 15oC±5

oC 0,9265 0,9353

25oC±5

oC 0,9659 0,9720

35oC±5

oC 0,9391 0,9651

4 Viskositas 15oC±5

oC 0,9531 0,9676

25oC±5

oC 0,7808 0,7375

35oC±5

oC 0,9717 0,9633

y = -0,141x + 23,827

R² = 0,7387

y = -0,1749x + 22,921

R² = 0,6048

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0 10 20 30

Tota

l B

ak

teri

Pro

bio

tik

(L

n C

FU

/mL

)

Waktu (Jam)

Suhu 25°C

Suhu 35°C

Linear (Suhu 25°C)

Linear (Suhu 35°C)

56

Berdasarkan Tabel 15, diketahui bahwa nilai koefisien determinasi (R2)

pada bakteri probiotik, bakteri asam laktat, dan pH dominan mendekati nilai 1

pada ordo reaksi 1. Menurut Labuza (1982) dikutip Arpah (2001), laju penurunan

mutu produk pangan akibat aktivitas mikroorganisme, seperti pertumbuhan

mikroorganisme, kematian mikroorganisme akibat panas, dan off flavor oleh

mikroorganisme akan mengikuti kinetika ordo satu. Berbeda dengan nilai

viskositas minuman yang memiliki nilai R2 dominan mendekati 1 pada ordo

reaksi 0.

5.4.2 Konstanta Laju Reaksi

Berdasarkan ordo yang terpilih didapat persamaan regresi untuk

perhitungan nilai k (konstanta laju reaksi). Ordo yang terpilih menghasilkan

persamaan regresi pada masing-masing suhu penyimpanan pada setiap

parameternya. Masing-masing kriteria pengamatan menghasilkan persamaan

regresi seperti pada Tabel 16.

Tabel 14. Persamaan Regresi

No Parameter Ordo Suhu Persamaan Regresi Slope Intercept

1 Probiotik 1 15oC y = -0,0198x + 23,579 -0,0198 23,5790

25oC y = -0,1410x + 23,827 -0,1410 23,8270

35oC y = -0,1749x + 22,921 -0,1749 22,9210

2 BAL 1 15oC y = -0,0109x + 24,641 -0,0109 24,6410

25oC y = -0,0730x + 24,181 -0,0730 24,1810

35oC y = -0,1020x + 24,167 -0,1020 24,1670

3 pH 1 15oC y = -0,0034x + 1,9495 -0,0034 1,9495

25oC y = -0,0204x + 1,9286 -0,0204 1,9286

35oC y = -0,0373x + 1,9883 -0,0373 1,9883

4 Viskositas 0 15oC y = 0,4067x + 20,083 0,4067 20,0830

25oC y = 0,9157x + 26,651 0,9157 26,6510

35oC y = 3,9488x + 18,681 3,9488 18,6810

57

Berdasarkan Tabel 16 nilai slope yang diperoleh sama dengan konstanta

laju reaksi (nilai k). Nilai k sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu yang tinggi akan

menyebabkan reaksi berjalan lebih cepat dan nilai k yang dihasilkan akan lebih

besar. Arpah (2001) menyebutkan bahwa nilai k adalah laju kinetik konstan

selama penyimpanan akibat adanya pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi.

Nilai k tertinggi dihasilkan pada suhu penyimpanan 35oC. Suhu penyimpanan

yang tinggi akan mempercepat reaksi yang dapat menyebabkan kerusakan pada

suatu produk (Syarief dan Halid, 1993).

Nilai k yang diperoleh selanjutnya akan diubah menjadi nilai ln k dan suhu

penyimpanan dalam Celcius dikonversi menjadi 1/T dalam Kelvin untuk

diplotkan pada grafik Arrhenius yaitu ln k (sumbu y) terhadap 1/T (sumbu x).

Komponen perhitungan yang dibutuhkan untuk memplotkan grafik Arrhenius

dapat dilihat pada Tabel 17. Selanjutnya dapat dibuat grafik Arrhenius pada

masing-masing kriteria pengamatan seperti pada Gambar 21, Gambar 22, Gambar

23, dan Gambar 24.

Tabel 15. Hasil Konversi Nilai k dan T

No. Parameter Suhu Suhu (T) 1/T k Ln k

1 Probiotik 15oC±5

oC 288 K 0,0035 0,0198 -3,9234

25oC±5

oC 298 K 0,0034 0,1410 -1,9592

35oC±5

oC 308 K 0,0032 1,1749 -1,7433

2 BAL 15oC±5

oC 288 K 0,0035 0,0109 -4,5190

25oC±5

oC 298 K 0,0034 0,0730 -2,6173

35oC±5

oC 308 K 0,0032 0,1020 -2,2828

3 pH 15oC±5

oC 288 K 0,0035 0,0034 -5,6803

25oC±5

oC 298 K 0,0034 0,0204 -3,8931

35oC±5

oC 308 K 0,0032 0,0373 -3,2897

4 Viskositas 15oC±5

oC 288 K 0,0035 0,4067 -0,8997

25oC±5

oC 298 K 0,0034 0,9157 -0,0881

35oC±5

oC 308 K 0,0032 3,9488 1,3734

58

Gambar 13. Grafik Arrhenius Total Bakteri Probiotik

Gambar 14. Grafik Arrhenius Total BAL

Gambar 15. Grafik Arrhenius pH

y = -9752,3x + 30,208

R² = 0,838

-4,5000

-4,0000

-3,5000

-3,0000

-2,5000

-2,0000

-1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035L

n k

1/T

y = -9992x + 30,416

R² = 0,8725

-5,0000

-4,5000

-4,0000

-3,5000

-3,0000

-2,5000

-2,0000

-1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035

Ln

k

1/T

y = -10658x + 31,504

R² = 0,9344

-6,0000

-5,0000

-4,0000

-3,0000

-2,0000

-1,0000

0,0000

0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035

Ln

k

1/T

59

Gambar 16. Grafik Arrhenius Viskositas

Berdasarkan Gambar 21, Gambar 22, Gambar 23, dan Gambar 24,

diperoleh persamaan regresi pada masing-masing kriteria pengamatan. Slope yang

dihasilkan merupakan -Ea/R, sedangkan intersep yang diperoleh merupakan nilai

ln k0 (konstanta tidak tergantung oleh suhu). Berdasarkan persamaan tersebut

diperoleh nilai k yang dapat digunakan untuk mengetahui umur simpan pada

berbagai suhu penyimpanan. Perhitungan nilai k dapat dilakukan dengan

menggunakan persamaan:

ln k = ln k0-(

) (

)

Contoh perhitungan nilai k untuk total bakteri probiotik suhu 4oC adalah sebagai

berikut:

ln k = -9752,3 (

) + 30,208

ln k = -9752,3 (

) + 30,208

ln k = -4,9989

k = 0,0067

y = -10046x + 33,864

R² = 0,9669 -1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035

Ln

k

1/T

60

5.4.3 Energi Aktivasi (Ea)

Nilai energi aktivasi (Ea) dapat diperoleh dari slope yang dihasilkan pada

grafik hubungan antara ln k dengan 1/T. Nilai Ea dapat diketahui dengan

mengalikan nilai tetapan gas. Contoh perhitungan nilai Ea pada kriteria

pengamatan total bakteri probiotik adalah sebagai berikut:

slope = -Ea/R

Ea = -slope x R

Ea = -(-9752,30) x1,9872x10-3

kkal/mol.K

Ea = 19,3798 kkal/mol

Energi aktivasi merupakan energi minimum yang di butuhkan untuk

melangsungkan suatu reaksi (Labuza, 1982). Energi aktivasi digolongkan menjadi

tiga yaitu (1) kecil (Ea 2-15 kkal/mol), sedang (Ea 15-30 kkal/mol), dan besar (Ea

50-100 kkal/mol) (Sadler, 1987). Nilai Ea yang dihasilkan pada masing-masing

kriteria pengamatan dapat dilihat pada Tabel 18.

Tabel 16. Nilai Energi Aktivasi

No Parameter Persamaan Slope (-Ea/R) Ea (kkal/mol)

1 Probiotik y = -9752,3x+ 30,208 -9752,3 19,3798

2 BAL y = -9992,0x+ 30,416 -9992,0 19,8561

3 pH y = -10658x + 31,504 -10658 21,1796

4 Viskositas y = -10046x + 33,864 -10046 19,9634

Berdasarkan Tabel 18 nilai Ea yang diperoleh pada semua parameter uji

termasuk pada Ea sedang. Titik kritis ditentukan berdasarkan faktor utama yang

sangat sensitif serta dapat menimbulkan terjadinya perubahan mutu pada produk

selama penyimpanan. Paramter kritis untuk menentukan umur simpan minuman

sinbiotik ini adalah bakteri probiotik. Hal ini berkaitan dengan Standar Nasional

61

Indonesia 2891-2009 bahwa produk sinbiotik harus mengandung bakteri probiotik

sebesar 107 CFU/mL. FAO (2002) juga menyebutkan bahwa standar bakteri

probiotik pada produk pangan sinbiotik adalah 7 log CFU/mL.

Penentuan titik kritis tersebut juga sesuai dengan nilai Ea probiotik yang

paling rendah diantara parameter uji lainnya yaitu sebesar 19,3798 kkal/mol.

Wasono dan Yuwono (2014) menyatakan bahwa titik kritis dapat ditentukan dari

beberapa persamaan parameter uji selama penyimpanan dalam berbagai suhu

yaitu parameter yang menghasilkan nilai energi aktivasi (Ea) terendah. Hal ini

didasarkan karena semakin rendah nilai energi aktivasi suatu reaksi akan berjalan

lebih cepat maka semakin cepat pula kerusakan yang akan terjadi pada produk

(Herawati, 2008).

5.4.4 Umur Simpan

Umur simpan minuman sinbiotik dapat diketahui dengan persamaan t = ln

C0-ln Ct/k, dimana t merupakan umur simpan, ln C0 merupakan nilai parameter

mutu awal produk dan ln Ct merupakan nilai parameter mutu akhir produk, dan

dan k merupakan konstanta penurunan mutu. Berdasarkan titik kritis bakteri

probiotik dapat diperoleh persamaan Arrhenius sebagai berikut:

Persamaan tersebut berguna untuk perhitungan umur simpan produk. Umur

simpan minuman sinbiotik pada berbagai suhu penyimpanan dapat dilihat pada

Tabel 19.

62

Tabel 17. Umur Simpan dengan Model Arrhenius

Suhu (ºC) k Umur simpan (Jam) Umur simpan (Hari)

4 0,0067 544,0122 23

8 0,0111 329,5758 14

12 0,0181 202,4937 8

16 0,0291 126,1025 5

20 0,0461 79,5522 3

24 0,0722 50,8124 2

Berdasarkan perhitungan umur simpan sesuai dengan Tabel 25, dapat

diketahui bahwa semakin rendah suhu penyimpanan maka semakin panjang umur

simpan minuman sinbiotik. Semakin tinggi suhu penyimpanan maka umur simpan

minuman sinbiotik akan semakin singkat. Hal ini disebabkan karena reaksi akan

lebih cepat terjadi pada suhu penyimpanan yang tinggi sehingga laju penurunan

mutu akan berjalan lebih cepat dan produk lebih cepat dikatakan rusak (Man,

2004). Menurut Rahayu et al. (2003), mutu produk awal dianggap sebesar 100%

dan akan menurun selama penyimpanan.

Umur simpan yang dihasilkan pada suhu 4oC berdasarkan Tabel 19 adalah

selama 23 hari. Hasil tersebut telah mendekati penelitian yang dilakukan oleh

Angelov et al. (2006), minuman probiotik berbahan serealia memiliki umur

simpan 21 hari pada penyimpanan 4-6oC. Bernat et al. (2015) juga menyebutkan

bahwa yoghurt probiotik non-dairy memiliki umur simpan 28 hari pada suhu

penyimpanan dingin ±5oC. Hal yang serupa juga disebutkan oleh Yasni dan

Maulidya (2014) bahwa yoghurt dengan ekstrak jagung memiliki umur simpan

selama 4 minggu pada penyimpanan suhu dingin.

63

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1. Nilai Ea terendah hingga tertinggi berturut-turut terdapat pada parameter

bakteri probiotik sebesar 19,3798 kkal/mol, bakteri asam laktat sebesar

19,8561 kkal/mol, viskositas sebesar 19,9634 kkal/mol, dan pH sebesar

21,1796 kkal/mol.

2. Persamaan Arrhenius yang digunakan berdasarkan titik kritis bakteri

probiotik yaitu

3. Umur simpan minuman sinbiotik berdasarkan bakteri probiotik adalah 23

hari pada suhu penyimpanan 4oC, 14 hari pada suhu penyimpanan 8

oC, 8

hari pada suhu penyimpanan 12oC, 5 hari pada suhu penyimpanan 16

oC, 3

hari pada suhu penyimpanan 20oC dan 2 hari pada suhu penyimpanan

24oC.

6.2 Saran

1. Perlu adanya pendugaan umur simpan dengan analisis sensori untuk

mengetahui umur simpan produk minuman sinbiotik berdasarkan

penerimaan konsumen.

2. Perlu dilakukan modifikasi pada tepung sorgum agar lebih mudah larut

dalam minuman sinbiotik.