Aplikasi Kultur Starter Mikroenkapsulasi dan Kultur Starter Komersial Pada Pembuatan Yoghurt

Aplikasi Kultur Starter Mikroenkapsulasi dan Kultur Starter Komersial Pada Pembuatan Yoghurt

 

Oleh: Endang Setyawati SW – BBPP BATU
 

Abstrak

     Penggunaan kultur starter kering mikroenkapsulasi dan starter komersial (kering beku) pada media susu dipelajari berkaitan dengan aktivitas dan viabilitas bakteri dalam proses fermentasi. Aktivitas bakteri dianalisis dan dihubungkan dengan kemampuan menurunkan pH atau meningkatkan keasaman yoghurt. Viabilitas bakteri dinyatakan sebagai kemampuan sel untuk tetap viabel setelah mengalami proses pemanasan. Kultivasi S. thermophilus dan Lb. bulgaricus dilakukan dengan media ST dan MRS. Aplikasi starter mikroenkapsulasi dalam pembuatan yoghurt menghasilkan yoghurt dengan tingkat keasaman (% asam laktat), jumlah bakteri (cfu/ml) dan kualitas organoleptik yang tidak berbeda dengan karakteristik yoghurt yang dibuat dengan menggunakan starter komersial.
    
Kata Kunci: Aktivitas bakteri, Keasaman yoghurt, Viabilitas bakteri.

PENDAHULUAN
 
Kultur starter adalah strain yang terseleksi dari food-grade microorganism yang diketahui mempunyai aktivitas metabolik dan sifat-sifat lain yang stabil yang digunakan dalam memproduksi produk fermentasi dengan karakteristik atau sifat-sifat yang diinginkan (Ray, 2004).  
Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus merupakan bakteri asam laktat (BAL) termopilik yang digunakan dalam industri produk fermentasi khususnya yoghurt. Kedua spesies bakteri tersebut telah diketahui mampu memfermentasi sebagian komponen zat gizi susu menjadi molekul yang sederhana, sehingga lebih mudah dicerna oleh tubuh.
Kultur starter untuk pembuatan yoghurt tersedia dalam bentuk starter cair (liquid starter), kering beku (freeze-dried) dan starter beku (frozen starter). Di tingkat industri kecil di Indonesia biasanya starter yoghurt diperoleh dalam bentuk kultur starter cair dalam medium susu, karena tidak tersedianya starter kering maupun beku. Penanganan kultur cair disamping memerlukan banyak tenaga dan biaya, kemungkinan terjadinya kontaminasi sangat tinggi atau bahkan dapat terjadi mutasi mikroorganisme sehingga menyebabkan perubahan-perubahan karakter dari kultur starter dan keadaan seperti ini menimbulkan ketidakseragaman kualitas produk yang dihasilkan.
Pengawetan starter umumnya dilakukan dengan pengeringan (To dan Etzel, 1997) untuk mempertahankan viabilitas dan sifat-sifat utama bakteri seperti aktivitas membentuk asam, memproduksi aroma, membentuk tekstur dan sifat sebagai probiotik (Fonseca et al., 2003). Stres panas yang terjadi selama proses pengeringan dan penyimpanan kering merupakan penyebab utama hilangnya aktivitas bakteri (Desmond et al., 2002), selain itu stres asam (DeAngelis et al., 2001), kekurangan nutrisi (Maus dan Ingham, 2003), stres osmotik dan stres oksidasi (Guerzoni et al., 2001) berpengaruh terhadap performan starter. Menurut Setyawati (2010) pengawetan starter yoghurt dengan pengeringan spray menggunakan enkapsulan kombinasi maltodekstrin dan sodium kaseinat menghasilkan starter kering mikroenkapsulasi dengan kandungan bakteri 10 cfu/g.
Starter disimpan / diawetkan dalam jumlah kecil yang disebut sebagai kultur stok dan sebelum digunakan pada pembuatan yoghurt harus dilakukan reaktivasi / sub kultur (Tamime et al., 2006). Menurut Tamime dan Robinson (1989) batasan maksimal untuk melakukan subkultur pada starter yoghurt adalah 15-20 kali, hal ini untuk mempertahankan rasio antara coccus dan batang disamping menekan terjadinya mutasi.
Fungsi utama starter dalam produk susu adalah memproduksi asam dari gula susu / laktose. Menurut Tamime dan Robinson (1989) kriteria starter aktif adalah apabila dalam waktu inkubasi 4 jam kandungan asam laktat mencapai 0,85 – 0,95% (pH sekitar 4,5). Menurut Robinson et al., (2006) hasil dari aktivitas bakteri adalah keasaman susu meningkat dengan kandungan asam laktat sekitar 1–1,2g/100 ml (pH sekitar 4,2-4,3); pada pH tersebut protein susu mengalami koagulasi dan membentuk gel; pH 4,6 merupakan titik isoelektrik kasein.
Fungsi starter lainnya adalah membentuk flavor (yang merupakan produk asam-asam organik, komponen karbonil dan hasil hidrolisis sebagian  protein dan lemak); menghambat mikroorganisme yang tidak diinginkan; memperbaiki tekstur produk fermentasi seperti viskositas dan kekompakan serta memberikan kontribusi sebagai produk makanan fungsional dengan penggunaan atau penambahan mikroorganisme probiotik (Tamime, 2002 dalam Tamime et al., 2006; Fonseca et al., 2003).        

MATERI DAN METODE

Bakteri yang digunakan adalah S.thermophilus (FNCC 040) dan Lb. bulgaricus (FNCC 041) mikroenkapsulasi dan starter komersial Yogumert (freeze dried) diperoleh dari PT Nasional Magelang.
     Media pertumbuhan yang digunakan Skim milk powder (Lactona) merupakan medium untuk pembuatan starter yoghurt dan pembuatan yoghurt yang diperoleh dari Toko Mirota Yogyakarta. Media untuk pengujian viabilitas adalah Media MRS padat modifikasi pH:5,2 untuk menguji viabilitas Lactobacillus bulgaricus pada starter campuran, menggunakan metode tuang dengan komposisi MRSA yang ditambah HCl 0,1M sampai tercapai pH 5,2 dan media STA pH 6,8 untuk  S.thermophilus.
    Pembuatan kultur starter yoghurt dari starter mikroenkapsulasi: Starter kering mikroenkapsulasi 0,05% (campuran S. thermophilus dan L. bulgaricus, perbandingan 1:1) diinokulasi kedalam susu skim rekonstitusi (10% b/v) steril, diinkubasi 420C sampai terjadi koagulasi.  
Pembuatan kultur starter yoghurt dari starter komersial: Starter kering komersial (campuran S. thermophilus dan L.bulgaricus dan L.acidophilus) dinokulasikan kedalam media susu (pasteurisasi 850C,30’) sesuai dengan aturan pada label kemasan. Inkubasi pada 420C; 4 jam-4,5 jam
Pembuatan yoghurt : Inokulum dengan konsentrasi 2 dan 3% dari starter mikroenkapsulasi maupun starter komersial diinokulasikan kedalam susu skim rekonstitusi 12% (yang telah dipasteurisasi 850C, 30 menit), diinkubasi 420C ; 4 jam.
Rancangan penelitian dan analisis data. Penelitian disusun dalam RAL pola faktorial dengan perlakuan starter dan konsentrasi inokulum yang berbeda dan masing-masing perlakuan diulang 3 kali.
Parameter yang diamati meliputi: pH dengan pH-meter, total asam dengan titrasi (AOAC, 1984), total bakteri dengan plating (Atlas et al.,1984) dan uji organoleptik (Marshall, 1993). Yogurt sampel disajikan dalam gelas plastik. Semua sampel diberi label dengan kode 3 digit, dan setiap panelis urutan presentasi sampel disajikan secara acak. Para panelis menilai penampilan, warna, tekstur dan flavor,  dengan 5 skala hedonik:  1 (tidak suka), 2 (kurang suka), 3 (cukup suka), 4 (suka),5 (sangat suka).
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis ragam, apabila hasil analisis menyebabkan perbedaan yang nyata, maka analisis data dilanjutkan menggunakan uji pembandingan berganda.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Aktivitas starter kering mikroenkapsulasi. Starter kering hasil mikroen kapsulasi terdiri S. thermophilus dengan kandungan sel: A: 5,85; B: 9,80 dan C: 7,25 x 1010 cfu / g dan L. bulgaricus A: 3,78; B: 6,0 dan C: 6,76 x 1010 cfu / g.
Dalam aplikasinya didahului dengan mencampur masing-masing bakteri dengan perbandingan 1:1 dengan konsentrasi 0,05% yang diinokulasikan kedalam media susu skim steril (10% b/v). Selanjutnya diinkubasi 420C sampai terjadi koagulasi memerlukan waktu 7 jam, dan rerata pH yang dicapai 5,2 dengan tekstur  halus dan bersih, tidak wheying .
Aktivasi kultur dengan melakukan sub kultur menggunakan inokulan 2% dan diinkubasi selama 4 jam pada 420C. Hasil pengamatan setelah sub kultur kedua meliputi pH, persen asam laktat dan total bakteri disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1.  Rerata pH, % asam laktat, jumlah bakteri starter yoghurt mikroenkapsulasi

*A, B dan C : starter dari waktu produksi yang berbeda

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa persen asam laktat dan jumlah bakteri per ml dari starter mikroenkapsulasi (dari waktu produksi yang berbeda) yang digunakan dalam proses fermentasi tidak berbeda nyata.
Aktivitas starter komersial. Pembuatan starter yoghurt dari starter komersial dilakukan dengan menginokulasikan starter kering freeze dried kedalam susu bubuk rekonstitusi pasteurisasi sesuai label yaitu 5 gram dalam 1 liter susu.
Hasil pengamatan meliputi pH, persen asam laktat dan total bakteri seperti disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2.  Rerata pH, % asam laktat dan kandungan bakteri starter yoghurt komersial


Aktivitas starter mikroenkapsulasi dan starter komersial dalam pembuatan yoghurt. Hasil pengamatan aplikasi starter yoghurt mikroenkapsulasi dan starter komersial pada pembuatan yoghurt (dengan media susu skim BK 12%, suhu inkubasi 420C dan lama inkubasi 4 jam) seperti disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Rerata keasaman dan kandungan bakteri yoghurt menggunakan starter mikroenkapsulasi (A) dan starter komersial (B)

Rerata pH yang dihasilkan pada yoghurt dengan menggunakan starter mikroenkapsulasi dan starter komersial berturut-turut adalah 4,33 dan 4,30 dan rerata persen asam laktat 0,918% dan 0,923%, sedangkan rerata kandungan bakteri yoghurt masing-masing 3,8 x 108 cfu / ml dan 3,92 x 108 cfu / ml.
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa jenis starter dalam percobaan tidak berpengaruh nyata (p>0,05) terhadap persen asam laktat yang dihasilkan, sedang konsentrasi starter berpengaruh nyata (p<0,05) terhadap persen asam laktat dan jumlah bakteri (cfu/ml) yang dihasilkan. Persen asam laktat yang dihasilkan oleh kedua starter (mikroenkapsulasi dan komersial) tidak berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan atau aktivitas dari kedua starter relatif sama, walaupun sebelum diaplikasikan sel mikroenkapsulasi harus melalui tahapan sub kultur untuk mengembalikan aktivitas maksimumnya. Dalam proses pengeringan dengan spray drier bakteri menghadapi berbagai stress seperti panas, oksidasi, dehidrasi yang terjadi secara serentak atau berturut-turut yang berpotensi merusak atau bahkan mematikan sel. Pada populasi bakteri yang terkena stress yang mematikan, maka kondisi sebagian bakteri dalam populasi tetap normal, sebagian terjadi luka tetapi dapat normal kembali (injured cells) dan sebagian mengalami luka yang tidak dapat sembuh (dead cells). Starter mikroenkapsulasi dimana diduga sebagian sel adalah injured cells, maka sel tersebut tidak dapat berkembang atau memperbanyak sel jika kerusakan sel tidak diperbaiki terlebih dahulu. Proses perbaikan tersebut memerlukan waktu 1-6 jam (Ray, 1996) hal ini tergantung tingkat kerusakan atau stress yang diterima sel, dan setelah fase perbaikan (resusitasi) selesai sel menjadi normal kembali dan mulai melakukan perbanyakan sel. Oleh karena itu pada penelitian ini perlu melakukan sub kultur (pada penelitian ini 2 kali) terhadap starter kering mikroenkapsulasi sebelum diaplikasikan untuk mendapatkan aktivitas bakteri yang maksimal.  
Konsentrasi starter berpengaruh sangat nyata (p ≤ 0,01) baik terhadap persen asam laktat, maupun jumlah bakteri yang dihasilkan. Peningkatan konsentrasi starter berarti peningkatan jumlah bakteri, peningkatan ini akan diikuti dengan peningkatan aktivitas serta perkembang biakan bakteri. Selanjutnya secara bersamaan akan meningkatkan metabolisme laktosa menjadi asam laktat yang tercemin dengan peningkatan kadar asam laktat. Asam laktat yang diproduksi merupakan hasil pemecahan glukosa melalui jalur Embden-Meyerhof-Parnas atau glikolisis untuk bakteri asam laktat yang bersifat homofermentatif. Hasil penelitian ini sesuai dengan pendapat Koskowski (1977) yang menyatakan bahwa dalam pembuatan yoghurt dengan menggunakan starter S. thermophillus dan Lb. bulgaricus sebanyak 2%-5% menghasilkan kadar asam laktat 0.90%-1.20%. Rata-rata presentase asam laktat dari yoghurt hasil penelitian ini dengan penggunaan starter 2% dan 3% pada kisaran 0.91% – 0,93%. Pemberian starter yang meningkat akan memproduksi asam laktat yang berlebihan sehingga hasilnya lebih asam dan dengan demikian kadar asam laktat juga akan meningkat. Hasil penelitian Lee dan Lucey (2004) pada bakteri yoghurt juga menunjukkan bahwa dengan peningkatan konsentrasi starter dari 0,5; 1; 2; 3; dan 4%, pH yang dihasilkan semakin rendah yaitu berturut-turut: 4,6; 4,5; 4,45; 4,4 dan 4,3.
Analisis Kualitas Organoleptik. Penilaian organoleptik dilakukan terhadap yoghurt dengan macam starter dan konsentrasi starter yang berbeda oleh 15 orang panelis setengah terlatih. Pengamatan yang dilakukan meliputi: warna, flavor dan tekstur (Soekarto, 1985), dengan skor penilaian dari 1 sampai 5. Panelis memberikan penilaian terhadap warna antara suka dan sangat suka (4,47-4,71), demikian juga terhadap flavor yoghurt (4,16-4,29) dan tekstur (4,47-4,69). Hasil rerata skor uji organoleptik yoghurt seperti yang disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4.  Rerata nilai uji organoleptik yoghurt


Keterangan:
•    A: starter mikroenkapsulasi; B: starter non mikroenkapsulasi
•    S: starter; K: konsentrasi starter; S-K: starter-konsentrasi starter
•    Skor organoleptik: Sangat suka : 5; Suka  : 4; Cukup suka  : 3; Kurang suka : 2; Tidak suka : 1

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa macam starter yang digunakan dalam pembuatan yoghurt tidak berpengaruh nyata (p>0,05) baik terhadap warna, tekstur, maupun flavor yoghurt. Hal ini menunjukkan kedua starter memiliki kemampuan yang sama dalam melakukan proses fermentasi walaupun sebelum digunakan, starter mikroenkapsulasi perlu diaktifkan terlebih dahulu.
Keasaman yoghurt (% asam laktat), jumlah bakteri (cfu/ml) dan kualitas organoleptik yoghurt yang dihasilkan dari starter mikroenkapsulasi dan starter komersial tidak berbeda nyata (p>0,05). Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan atau aktivitas starter kering mikroenkapsulasi relatif sama dengan aktivitas starter komersial.

Kesimpulan

Aplikasi starter mikroenkapsulasi dalam pembuatan yoghurt dengan konsentrasi starter mikroenkapsulasi 2% dengan suhu inkubasi 420C dan lama inkubasi 4 jam menghasilkan yoghurt dengan tingkat keasaman (% asam laktat), jumlah bakteri (cfu/ml) dan kualitas organoleptik yang tidak berbeda dengan karakteristik yoghurt yang dibuat dengan menggunakan starter komersial.

Daftar Pustaka

Atlas, R.M.1997. Principles of Microbiology. 2ndEd. Univ.of Louisville.Louisville
AOAC. 1984. Official Methods of Analysis, 14ed. W. Herwitz (Ed). Association of official analytical chemistry. Washington, DC.
De Angelis, M., L. Bini, V. Pallini, P.S. Conconseli dan M. Gobbeti. 2001. The acid-stress response in Lactobacillus san fransciscessis CB1 Microbiology, 147: 1863-1873.
Desmond, C., C. Stanton, G.F. Fitzgerald, K. Collins dan R. Ross. 2002. Environmental Adaptation of Probiotic Lactobacilli Towards Improvement of Performance During Spray Drying. Int. Dairy J., 12:183-190.
Fonseca, F., C. Beal, F. Mihoub, M. Marin dan G.Corrieu. 2003. Improvement of Cryopreservation of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus CFL1 with Additives Displaying Different Protective Effects. Int.J. Food Microbiol., 87:1-8.
Guerzoni, M.E., R. Lanciotti and P.S. Cocconcelli. 2001. Alteration in Cellular Fatty Acid Composition as a Response to Salt, Acid, Oxidative and Thermal Stresses in Lactobacillus helveticus. Microbiology, 147: 2255-2264
Lee W. J. and J. A. Lucey. 2004. Structure and Physical Properties of Yogurt Gels: Effect of Inoculation Rate and Incubation Temperature. J. Dairy Sci. 87:3153-316
Marshall, R.T. 1993. Standard Methods For The Examination of Dairy Products. 16th Ed. The American Public Health Association. Wadington.
Maus, J.E., and S.C. Ingham. 2003. Employment of stressful conditions during culture production to enhance subsequent cold and acid tolerance of bifidobacteria. J. Appl. Microbiol., 95:146-154.
Ray, B. 2004. Fundamental Food Microbiology. 3rd Ed. CRC Press. New York.  
Robinson, R.K., J.A. Lucey and A.Y. Tamime. 2006. Manufacture Of Yoghurt. In: A.Y. Tamime (Ed) Fermented Milks. Blackwell Science Ltd. Oxford.
Setyawati, E. 2010. Peran Maltodekstrin dan Sodium Kaseinat sebagai Enkapsulan terhadap Sifat Fisik dan Fisiologis Starter Yoghurt Mikroenkapsulasi. Disertasi.
Tamime, A.Y., A. Skriver and L.E. Nilsson. 2006. Starter Culture. In: A.Y. Tamime (Ed) Fermented Milks. Blackwell Science Ltd. Oxford.
Tamime, A.Y.and R.K. Robinson. 1989. Yoghurt Science and Technology. Pergamon Press. Ltd. Oxford
To, C.S.B., dan M.R. Etzel. 1997. Spray drying, freeze drying or freezing of three different lactic acid bacteria species. J. Food Sci., 62:576-578, 585.

 

000-017   000-080   000-089   000-104   000-105   000-106   070-461   100-101   100-105  , 100-105  , 101   101-400   102-400   1V0-601   1Y0-201   1Z0-051   1Z0-060   1Z0-061   1Z0-144   1z0-434   1Z0-803   1Z0-804   1z0-808   200-101   200-120   200-125  , 200-125  , 200-310   200-355   210-060   210-065   210-260   220-801   220-802   220-901   220-902   2V0-620   2V0-621   2V0-621D   300-070   300-075   300-101   300-115   300-135   3002   300-206   300-208   300-209   300-320   350-001   350-018   350-029   350-030   350-050   350-060   350-080   352-001   400-051   400-101   400-201   500-260   640-692   640-911   640-916   642-732   642-999   700-501   70-177   70-178   70-243   70-246   70-270   70-346   70-347   70-410   70-411   70-412   70-413   70-417   70-461   70-462   70-463   70-480   70-483   70-486   70-487   70-488   70-532   70-533   70-534   70-980   74-678   810-403   9A0-385   9L0-012   9L0-066   ADM-201   AWS-SYSOPS   C_TFIN52_66   c2010-652   c2010-657   CAP   CAS-002   CCA-500   CISM   CISSP   CRISC   EX200   EX300   HP0-S42   ICBB   ICGB   ITILFND   JK0-022   JN0-102   JN0-360   LX0-103   LX0-104   M70-101   MB2-704   MB2-707   MB5-705   MB6-703   N10-006   NS0-157   NSE4   OG0-091   OG0-093   PEGACPBA71V1   PMP   PR000041   SSCP   SY0-401   VCP550   M70-101   LX0-104   EX300   70-411   640-911   CAS-002   350-001   JN0-102   9A0-385   70-462   70-178   CISM   3002   220-902   SSCP   c2010-657   300-206   70-246   AWS-SYSOPS   70-534   640-916   ADM-201   LX0-103   74-678   210-065   300-115   642-732   1Z0-060   352-001   1Z0-061   EX300   HP0-S42   ICBB   ICGB   ITILFND   JK0-022   JN0-102   JN0-360   LX0-103   LX0-104   M70-101   MB2-704   MB2-707   MB5-705   MB6-703   N10-006   NS0-157   NSE4   OG0-091   OG0-093