Aplikasi Suhu dan Kelembaban Ruang Penyimpanan Terhadap Viabilitas dan Aktivitas Starter Yoghurt Mikroenkapsulasi

Aplikasi Suhu dan Kelembaban Ruang Penyimpanan Terhadap Viabilitas dan Aktivitas Starter Yoghurt Mikroenkapsulasi

Abstrak

     Pengaruh suhu (37 dan 420C) dan kelembaban (3%, 23% dan 43%) ruang penyimpanan starter yoghurt mikroenkapsulasi (S. thermophilus dan Lb. bulgaricus) dipelajari berkaitan dengan viabilitas dan aktivitasnya. Viabilitas bakteri dinyatakan sebagai kemampuan sel untuk tetap viabel setelah mengalami proses penyimpanan dan aktivitas bakteri dianalisis dan dihubungkan dengan kemampuan menurunkan pH atau meningkatkan keasaman yoghurt. Kultivasi S. thermophilus dan Lb. bulgaricus dilakukan dengan media ST dan MRS. Viabilitas dan aktivitas kedua bakteri dari starter yoghurt mikroenkapsulasi lebih tinggi pada penyimpanan 4oC dengan kelembaban 23% dibanding penyimpanan pada suhu 4oC dengan kelembaban 3% dan pada penyimpanan suhu dan kelembaban yang lebih tinggi.
    
Kata Kunci: Suhu, Kelembaban, Penyimpanan, Starter Mikroenkapsulasi, Viabilitas bakteri, Asam laktat.

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). 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.
Beberapa Keuntungan mikroen- kapsulasi starter yoghurt adalah dapat melindungi starter yoghurt dari kerusakan, sehingga dapat memperpanjang umur simpan, dengan demikian ketersediaan starter yoghurt dapat dipenuhi dengan kondisi sesuai dengan yang diinginkan (Lilis, dkk., 1995).

Umur simpan merupakan periode waktu setelah pemanenan, produksi atau pengolahan, dan kualitas produk yang dipersyaratkan masih dipertahankan.  Akhir dari periode umur simpan ditentukan dengan waktu produk tidak dapat digunakan lagi (Tung et al., 2001).
Umur simpan merupakankonsep yang komplek dan dipengaruhi sifat produk, teknologi pengawetan yang digunakan, serta lingkungan. Teknologi pengawetan yang dipilih merupakan usaha untuk merekayasa kondisi produk agar tahan dalam waktu tertentu. Usaha ini dilanjutkan dengan pengemasan guna memberikan proteksi yang lebih terhadap produk dari kerusakan karena pengaruh lingkungan selama penyimpanan dan distribusi (Labuza et al., 1992). Kualitas produk akan menurun selama penyimpanan terlepas dari metode preservasi yang digunakan; kontrol dari kondisi penyimpanan dan nilai nutrisi produk walaupun produk disimpan dalam keadaan beku (Olson dalam Tung, et al., 2001).
Umur simpan yang lama berhubungan dengan pengendalian faktor-faktor yang dapat merusak atau mempengaruhi kondisi produk seperti mutu awal bahan, kadar air, tekanan partial oksigen, adanya oksigen dalam kemasan, permeabilitas kemasan terhadap udara dan uap air serta suhu penyimpanan (Tung, et al., 2001).
Absorpsi uap air kedalam produk merupakan faktor yang menentukan apakah degradasi yang terjadi karena peran mikroba, proses oksidasi, proses enzimatis atau karena proses non enzimatis (Robertson, 1993; Vulkov, 2006). Menurut Thies (2001) kelembaban lingkungan yang tinggi menyebabkan matrik mengalami aglomerasi dan rusak, karena air yang terserap melenturkan (plasticises) matrik sehingga menurunkan kemampuan perlindungan terhadap materi inti.

MATERI DAN METODE

Bakteri yang digunakan adalah S.thermophilus (FNCC 040) dan Lb. bulgaricus (FNCC 041) mikroenkapsulasi.
Media untuk pengujian viabilitas adalah Media MRS padat pH:5,7 untuk menguji viabilitas Lb. bulgaricus mikroenkapsulasi, menggunakan metode tuang dan media STA pH 6,8 untuk S.thermophilus mikroenkapsulasi. Media pertumbuhan yang digunakan adalah Skim milk powder (Lactona) merupakan medium untuk pembuatan starter yoghurt diperoleh dari Toko Mirota Yogyakarta.
Bahan kimia yang digunakan untuk pengujian keasaman: sodium hidroksida p.a, fenolptalein, kobalt sulfat p.a serta aquades yang diperoleh dari CV Panadia Corp. Malang.
Peralatan Autoclave (Hirayama), Bunsen,   Inkubator (Memmert), Pengaduk magnetik, Mikropipet (Socorex), Oven (Heraeus), Petri dish, Vortex (Maxi Mix Plus), Pipet, Laminar Flow (Gelman Sciences PTY.LTD), Quebec Colony Counter, Refrigerator, Timbangan Analitik (Mettler). Erlenmeyer, Buret, Pipet.
     Metode Penelitian. Masing-masing starter mikroenkapsulasi dalam botol vial disimpan dalam desikator dengan nilai kelembaban yang berbeda yaitu menggunakan silica dan garam jenuh (3%: silica gel; 23%: CH3COOK dan 43%: K2CO3). Desikator disimpan pada suhu (270C dan 40C). Pengamatan dilakukan setiap dua minggu sampai bulan ketiga dan selanjutnya setiap bulan meliputi viabilitas dan aktivitas bakteri mikroenkapsulasi. Diagram alir proses seperti disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram alir proses penyimpanan starter kering mikroenkapsulasi

Pengamatan viabilitas dengan melakukan serial pengenceran dan plating pada media STA untuk S. thermophilus dan media MRSA untuk L. bulgaricus. Media yang sudah diinokulasi diinkubasi pada 370C selama 2 x 24 jam dan dilakukan perhitungan koloni yang tumbuh.
Pengamatan aktivitas dilakukan dengan mencampur kedua bakteri dengan konsentrasi 0.05% (b/v) dengan perbandingan 1:1 (cfu/g) di inokulasikan kedalam media susu steril, diinkubasikan 420C sampai terbentuk biomassa putih. Subkultur dilakukan dengan menginokulasikan 2% starter pada media susu skim rekonstitusi dan diinkubasi 420C-4 jam. Pengujian aktivitas dengan mengukur asam laktat melalui uji keasaman dengan titrasi.
Penelitian disusun dalam RAK pola faktorial antara suhu dan kelembaban ruang penyimpanan dalam kurun waktu 8 bulan atau 11 kali pengamatan, dan masing-masing kombinasi diulang tiga kali.
    Parameter yang diamati meliputi: total bakteri dengan plating (Marshall, 1993) dan total asam dengan titrasi (AOAC, 1984).  
Data dianalisis menggunakan analisis ragam, apabila hasil analisis menunjukkan berbeda nyata, analisis data dilanjutkan uji pembandingan berganda  (Yitnosumarto, 1993).  

HASIL

Viabilitas Starter Kering Mikroen- kapsulasi Selama Penyimpanan

Survival (kelangsungan hidup) starter bakteri mikroenkapsulasi diamati sampai bulan ke 8 yang disimpan pada RH 3%, 23%, 43% pada suhu penyimpanan 40C dan 270C dengan mengukur viabilitasnya melalui plating pada media padat STA untuk S. thermophilus dan MRSA untuk Lb. bulgaricus.

Hasil pengamatan menunjukkan viabilitas kedua bakteri lebih tinggi pada penyimpanan 40C dibanding 270C, demikian juga viabilitas bakteri yang disimpan pada RH 3% dan 23% lebih tinggi dibanding pada penyimpanan RH  43%. Apabila dituangkan dalam bentuk grafik hasilnya seperti disajikan pada Gambar 2 -5.

Gambar 2. Viabilitas S. thermophilus selama penyimpanan 40C pada berbagai RH dan lama penyimpanan

Pada S. thermophilus dengan rerata jumlah sel awal 7,6 x 1010 cfu/g setelah penyimpanan 240 hari suhu 40C rerata viabilitas bakteri lebih tinggi (6,88x109cfu/g) dibanding penyimpanan suhu 270C (3,1 x 105 cfu/g), demikian juga pada Lb. bulgaricus dengan  rerata jumlah sel awal 5,5x1010cfu/g penyimpanan 40C selama 240 hari rerata viabilitas adalah 1,27 x 109 cfu/g dibanding 2,72 x 103 cfu/g pada penyimpanan 270C.

Gambar 3. Viabilitas S. thermophilus penyimpanan 270C pada berbagai RH
dan lama penyimpanan

Gambar 4. Viabilitas Lb. bulgaricus selama penyimpanan 40C pada berbagai RH dan lama penyimpanan

Gambar 5. Viabilitas Lb. bulgaricus selama penyimpanan 270C pada berbagai RH dan lama penyimpanan

Penyimpanan pada RH yang berbeda untuk kedua bakteri juga menunjukkan kecenderungan yang sama, yaitu pada suhu penyimpanan yang sama (40C)  dengan  RH  3%  dan  23%  viabilitas  bakteri  lebih  tinggi dibanding penyimpanan pada RH 43%. Pada S. thermophilus penyimpanan 240 hari, RH 3% dan 23% rerata viabilitas bakteri berturut-turut 7,15 x 109 dan 1,16x 1010cfu/g dibanding penyimpanan pada RH 43% 1,91 x 109 cfu/g, sedang Lb. bulgaricus penyimpanan RH 3% dan 23% berturut-turut 1,05 x 109 dan 1,98x109cfu/g dan pada penyimpanan RH 43% adalah 7,9 x 108cfu/g. Demikian juga pada suhu penyimpanan 270C, S. thermophilus pada RH 3% dan 22% viabilitas bakteri 3,79 x 105 dan 5,06 x 105 cfu/g ; Lb. bulgaricus 1,96 x 103 dan 5,8 x 103 cfu/g dibanding penyimpanan pada RH 43% (4,7 x 104 cfu/g untuk S. thermophilus dan 4,1 x 102cfu/g untuk Lb. bulgaricus).

Pengaruh  suhu penyimpanan terha dap penurunan  jumlah sel
Jumlah sel viabel yang telah dihitung selama periode penyimpanan selanjutnya dibandingkan dengan jumlah sel awal penyimpanan untuk mengetahui terjadinya penurunan jumlah sel dan untuk mempermudah perhitungan, maka jumlah sel diubah dalam bentuk log.
Dari pengamatan diketahui terdapat perbedaan rata-rata penurunan log jumlah sel antar faktor suhu 40C dan 270C di setiap respon.
Berdasarkan hasil analisis ragam faktor suhu penyimpanan secara statistik berpengaruh signifikan (p≤0,05) terhadap penurunan jumlah sel S. thermophilus dan sel Lb. bulgaricus. Rata-rata penurunan log jumlah sel S. thermophilus pada level suhu penyimpanan  270C  yang   bernilai 2,81 lebih  besar  dibanding  pada  level suhu 40C yang bernilai 0,53. Penyebaran data penurunan log jumlah sel S. thermophilus dengan suhu penyimpanan 270C berada antara nilai terkecil 0,43 dan terbesar 6,29. Sedangkan pada suhu 40C penyebaran data penurunan log jumlah sel S. thermophilus berada antara 0,02 dan 1,64.    Sedangkan rata-rata penurunan log jumlah sel Lb. bulgaricus pada level suhu penyimpanan 270C yang bernilai 3,99 lebih besar dibanding pada level suhu 40C yang bernilai 0,83. Penyebaran data penurunan log jumlah sel Lb. bulgaricus dengan suhu penyimpanan 270C berada antara nilai terkecil 0,07 dan terbesar 8,17. Sedangkan pada suhu 40C penyebaran data penurunan  log  jumlah  sel  Lb. bulgaricus  berada  antara  0,10 dan 1,87. Dengan demikian, secara bersama-sama dapat dijelaskan bahwa baik rata-rata maupun keragaman pada level suhu 270C lebih besar dibanding level suhu 40C. Secara umum, dapat diketahui bahwa terdapat pengaruh faktor suhu yang signifikan baik terhadap penurunan log jumlah sel S. thermophilus maupun Lb. bulgaricus.

Pengaruh kelembaban terhadap penurunan jumlah sel
    Rata-rata antar faktor/level kelembaban 3%, 23% dan 43% di setiap respon berbeda. Berdasarkan hasil analisis ragam faktor kelembaban ruang penyimpanan secara statistik berpengaruh signifikan (p≤0,05) terhadap penurunan log jumlah sel S. thermophilus maupun sel Lb. bulgaricus  
    Pada respon penurunan log jumlah sel S. thermophilus, perbedaan rata-rata terbesar terjadi pada level kelembaban 3% dengan 43% dan 23% dengan 43%. Rata-rata penurunan log jumlah sel pada level kelembaban 3%, 23%, dan 43% berturut-turut adalah 1,48, 1,42, dan 2,11; dan untuk Lb. bulgaricus adalah 2,33; 2,11 dan 2,79 .
      
Pengaruh waktu penyimpanan terhadap penurunan jumlah sel
Rata-rata penurunan log jumlah sel S.thermophilus dan Lb. bulgaricus terus mengalami peningkatan dengan semakin lamanya waktu penyimpanan.
Pada level 0,5 (lama simpan 2 minggu) rata-rata penurunan log jumlah sel S. thermophilus adalah 0,49 dan pada Lb. bulgaricus adalah 0,43. Pada level 8 (lama simpan 32 minggu) rata-rata penurunan log jumlah sel S. thermophilus adalah 3,36 sedang pada Lb. bulgaricus rata-ratanya adalah 4,59. Dari data-data tersebut menunjukkan bahwa ada efek waktu simpan yang signifikan terhadap penurunan log jumlah sel baik S. thermophilus maupun Lb. bulgaricus.

Pengaruh interaksi suhu dan kelembaban terhadap penurunan jumlah sel
    Terdapat perbedaan rata-rata penurunan log jumlah sel antar faktor/level suhu (40C dan 270C) dan kelembaban (3, 23 dan 43%) pada setiap respon dimana rerata penurunan log jumlah sel S.thermophilus dari suhu penyimpanan 40C dengan kelembaban 3, 23 dan 43% berturut-turut 0,47; 0,37 dan 0,75 lebih rendah dari penurunan Lb. bulgaricus 0,78; 0,66 dan 1,05. Demikian halnya dengan penurunan log jumlah sel S.thermophilus dari penyimpanan suhu 270C berturut-turut 2,49; 2,48 dan 3,46 lebih rendah dari penurunan Lb. bulgaricus 3,89; 3,56 dan 4,54

Pengaruh interaksi waktu & suhu terhadap penurunan jumlah sel.
    Pengamatan menunjukkan bahwa dengan waktu penyimpanan yang sama, penurunan log jumlah sel S. thermophilus dan Lb. bulgaricus lebih besar terjadi pada suhu penyimpanan 270C (waktu penyimpanan 2 minggu penurunan log jumlah sel 0,60 dan 0,72) dibanding 40C 0,06 dan 0,13 .
Pada waktu dan suhu penyimpanan yang sama, rerata penurunan log jumlah sel Lb. bulgaricus 0,13 lebih besar dibanding S. thermophilus 0,06. Disamping itu kedua bakteri menunjukkan kecenderungan penurunan log jumlah sel yang terus mengalami peningkatan dengan semakin lamanya waktu penyimpanan yaitu waktu penyimpanan 2 minggu penurunan log jumlah sel S. thermophilus 0,06 dan setelah 8 bulan 1,14 dan pada Lb. bulgaricus 0,13 dan setelah 8 bulan 1,65.

Pengaruh interaksi waktu dan kelembaban terhadap penurunan jumlah sel.
    Rata-rata penurunan log jumlah sel semakin meningkat pada berbagai kelembaban dengan semakin lamanya waktu penyimpanan, demikian juga terjadi   penurunan log jumlah sel yang lebih besar pada penyimpanan dengan kelembaban 43% (2,1) dibanding 3% dan 23% (1,47 dan 1,42) untuk S. thermophilus dan pada Lb. bulgaricus berturut-turut 2,79; 2,33 dan 2,11. Rerata penurunan log jumlah sel Lb. bulgaricus lebih besar dibanding S. thermophilus).  

Pengaruh interaksi waktu, kelembaban, dan suhu terhadap penurunan  jumlah sel.
    Penurunan log jumlah sel semakin besar dengan bertambahnya waktu simpan kedua bakteri, hal ini terjadi pada suhu penyimpanan yang lebih tinggi (270C) dan kelembaban yang lebih besar (43%). Demikian juga penurunan jumlah Lb. bulgaricus lebih besar dibanding S. thermophilus.
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa masing-masing faktor dan interaksinya memberikan pengaruh yang signifikan (p≤0,05) terhadap penurunan jumlah sel maupun sel Lb. bulgaricus .
Suhu penyimpanan berpengaruh nyata (p≤0,05) terhadap penurunan jumlah sel.  Rerata penurunan jumlah sel yang disimpan (240 hari) pada suhu 40C lebih rendah (0,5 siklus log S. thermophilus dan 0,8 siklus log Lb. bulgaricus) dibanding yang disimpan suhu 270C (2,7 siklus log dan 4 siklus log). Hasil ini seperti penelitian Teixeira et al., (1995) bahwa Lb. bulgaricus spray dried (dengan media susu skim) yang disimpan pada suhu 40C selama 60 hari terjadi penurunan 1 siklus log dibanding yang disimpan suhu 200C terjadi penurunan 3 siklus log. Keadaan ini menunjukkan fungsi perlindungan matrik mikrokapsul berjalan baik pada suhu 4oC, hal ini diduga bahwa pada suhu 4oC difusi gas terbatas, sehingga bakteri terlindung dari pengaruh yang merusak seperti oksigen dan uap air, sebaliknya pada penyimpanan suhu 270C. Menurut Schrooyen et al., (2000) dalam Schrooyen et al., (2001) pada suhu dan Aw rendah mikrokapsul dalam kondisi solid dan difusi gas terbatas dan sebaliknya pada penyimpanan suhu dan Aw tinggi mikrokapsul dalam kondisi liquid-like rubbery dan difusi gas terjadi lebih mudah.  Disamping itu pada suhu penyimpanan yang lebih tinggi kecepatan reaksi yang terjadi dalam sel (seperti reaksi-reaksi oksidasi lemak; pencoklatan nonenzimatis; hidrolisis nonenzimatis dan aktivitas enzim) lebih meningkat dibanding pada suhu rendah, sehingga mengakibatkan rendahnya viabilitas. Robertson (1993) dan Toledo (2007) juga menyatakan kecepatan reaksi akan meningkat dua kali lipat untuk setiap kenaikan suhu 100C, sehingga untuk menekan reaksi seperti pencoklatan nonenzimatis maka suhu penyimpanan harus serendah mungkin.
Kelembaban (RH) juga berpengaruh nyata (p≤0,05) terhadap penurunan jumlah sel. Penurunan jumlah sel lebih kecil pada penyimpanan RH rendah 23 dan 3% (0,23 dan 0,26 untuk S.thermophilus dan 0,37 dan 0,44 siklus log untuk Lb.bulgaricus) dibanding RH yang lebih tinggi 43% (0,44 dan 0.58 siklus log). Teixeira et al., (1995) menyatakan bahwa penurunan jumlah sel Lb. bulgaricus mikroenkapsulasi yang disimpan pada RH 23% dan 3% lebih kecil (0,5 dan 1 siklus log) dibanding 43% (1,5 siklus log). Diduga pada penyimpanan RH rendah matrik mikrokapsul tetap dalam kondisi solid dengan demikian difusi uap air terbatas, sehingga reaksi-reaksi seperti pencoklatan nonenzimatis; hidrolisis nonenzimatis dan aktivitas enzim tidak terjadi, dan sel dapat mempertahankan viabilitasnya walaupun reaksi oksidasi lemak terjadi pada Aw dibawah 0,1 atau RH dibawah 10%, sedangkan pada RH 43% penurunan jumlah sel terjadi lebih besar, diduga pada kelembaban yang lebih tinggi matrik menjadi lentur, difusi uap air lebih mudah dan reaksi-reaksi non enzimatis dan enzimatis mulai aktif berlangsung sehingga sel tidak dapat mempertahankan viabilitasnya. Vulkov (2006) juga melaporkan bahwa air disamping digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya juga dijadikan sebagai media reaksi-reaksi kimia. Berdasarkan analisis pembandingan berganda bahwa penurunan jumlah sel terkecil terjadi pada penyimpanan RH 23% dan diikuti RH 3% dan 43%. Menurut Ananta (2005) pada kisaran Aw 0,1- 0,2 kecepatan berbagai reaksi kimia dalam sel berjalan sangat lambat, selanjutnya dilapotkan bahwa kisaran Aw tersebut berkaitan dengan nilai RH 11% – 23%. Penurunan jumlah sel pada penyimpanan RH 3% lebih besar dibanding penurunan jumlah sel yang disimpan RH 23%, hal ini diduga berkaitan dengan kecepatan reaksi oksidasi yang lebih tinggi terjadi pada RH 3% dibanding 23%. Menurut Castro et al. (1995) penyimpanan starter kering pada RH dibawah 10% (Aw <0,1) lebih merusak stabilitas bakteri karena meningkatnya kecepatan oksidasi pada asam lemak tidak jenuh membran sel.
Lama simpan dari berbagai kombinasi perlakuan berpengaruh nyata (p≤0,05) terhadap penurunan jumlah sel. Penurunan jumlah sel meningkat seiring dengan waktu penyimpanan, hal ini diduga disebabkan karena terjadinya reaksi-reaksi kimia dalam sel seperti reaksi oksidasi pada lemak yang berlangsung selama penyimpanan. Teixeira et al., (1996) juga menyatakan penurunan viabilitas sel kering selama penyimpanan disebabkan menurunnya rasio asam lemak tidak jenuh/asam lemak jenuh sebagai akibat terjadinya oksidasi lipid. Menurut Borst et al. (2000) dan van de Guchte et al. (2002) dalam Santivarangkna et al. (2008) oksidasi lipid mengakibatkan terjadinya perubahan struktur dan fungsi membran disamping mengakibatkan terbentuknya radikal bebas yang merupakan penyebab terbesar kematian sel.   
Interaksi dari kombinasi faktor berpengaruh nyata (p≤0,05) terhadap penurunan jumlah sel dari kedua bakteri. Penurunan jumlah sel pada kombinasi suhu-kelembaban 40C dan 23% adalah paling kecil, hal ini berarti pada perlakuan kombinasi tersebut matrik dapat melindungi sel dengan baik. Diduga matrik mikrokapsul kombinasi walaupun bersifat hidrofilik, disimpan pada suhu dan kelembaban rendah maka matrik tetap pada keadaan solid, sehingga difusi gas terbatas. Dengan demikian matrik berfungsi sebagai pelindung bakteri dari kondisi lingkungan yang merusak seperti oksigen dan uap air, sehingga masa simpan bakteri mikroenkapsulasi lebih panjang. Penurunan jumlah sel terbesar terjadi pada kombinasi suhu penyimpanan 270C dengan RH 43%, artinya pada kondisi tersebut matrik kurang dapat melindungi sel. Keadaan ini diduga pada kondisi ruang simpan dengan suhu dan kelembaban yang lebih tinggi, uap air lebih dapat berinteraksi dan menembus dinding matrik hidrofilik yang berakibat lenturnya komponen matrik, sehingga dinding menjadi kurang efektif sebagai barier uap air dan oksigen. Efektifitas perlindungan yang menurun dari matrik antara lain menyebabkan terjadinya oksidasi lipid. Hardas et al. (2002) juga menemukan pola yang sama dengan melakukan mikroenkapsulasi milk fat dan Ritta et al. (2005) yang melakukan mikroenkapsulasi sea buckthorn seed oil yang menunjukkan terjadinya peningkatan oksidasi lemak dari produk yang disimpan pada ruang dengan kelembaban lebih tinggi (RH: 45% ) dibanding pada kelembaban yang lebih rendah (RH 33%). Asam lemak tidak jenuh seperti asam oleat merupakan salah satu asam lemak membran yang bersifat tidak stabil selama penyimpanan, karena ikatan rangkap pada molekul asam lemak mudah teroksidasi menjadi hidroperoksid. Menurut Marnett et al., (1985) dalam Meng et al., (2007) produk-produk peroksidasi lipid dapat menginduksi terjadinya kerusakan DNA pada bakteri, disamping itu perubahan yang terjadi pada komposisi lipid membran menyebabkan tidak berfungsinya enzim-enzim pada membran seperti ATPase dan kondisi ini merupakan salah satu penyebab menurunnya aktivitas bakteri.

Aktivitas Starter Kering Mikroenkap sulasi Selama Penyimpanan
Selama penyimpanan juga dilakukan pengujian terhadap aktivitas starter kering mikroenkapsulasi yaitu dengan mengukur kadar asam laktat yang dihasilkan. Kedua starter kering mikroenkapsulasi dari setiap penyimpanan suhu 40C dan 270C masing-masing dicampur dengan perbandingan 1:1, diaktifkan dalam media susu, selanjutnya dilakukan sub kultur dan masing-masing kultur starter diuji persen asam laktat yang dihasilkan
Aktivitas bakteri diukur melalui kemampuan bakteri memproduksi asam laktat selama masa inkubasi 4 jam. Starter kering mikroenkapsulasi pada penyimpanan 240 hari pada suhu 40C dengan RH yang berbeda aktivitasnya relatif stabil dengan persen asam laktat yang dihasilkan 0,85% – 0,90%  dibanding starter kering yang disimpan pada suhu 270C dengan persen asam laktat antara 0,70% – 0,87%. 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).
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa semua faktor dan interaksinya berpengaruh nyata (p≤0,01) terhadap aktivitas bakteri. Pada penyimpanan suhu 40C rerata asam laktat yang dihasilkan lebih besar (0,855%) dibanding yang disimpan pada suhu 270C (0,718%). Kelembaban ruang penyimpanan berpengaruh nyata terhadap aktivitas bakteri. Penyimpanan pada RH 23% aktivitas bakteri lebih besar (0,803%) dibanding aktivitas bakteri yang disimpan pada RH 3% dan 43% (0,783% dan 0,775%). Berkaitan dengan waktu penyimpanan menunjukkan bahwa aktivitas bakteri dari kombinasi penyimpanan suhu 40C dengan RH yang berbeda relatif stabil sampai waktu penyimpanan 8 bulan (kadar asam laktat 0,855%) dibanding penyimpanan suhu 270C yang dapat mempertahankan aktivitasnya sampai bulan ke tiga dengan kadar asam laktat 0,846%, selanjutnya mengalami penurunan aktivitas.
Kadar asam laktat yang dihasilkan dari penyimpanan suhu 40C dengan kelembaban yang berbeda hasilnya tidak berbeda nyata (p≤0,01), namun demikian kadar asam laktat tertinggi dihasilkan dari kombinasi penyimpanan suhu 40C RH 23%. Keadaan ini diduga matrik dapat memberikan perlindungan terhadap bakteri dari pengaruh lingkungan yang tidak menguntungkan. Dengan tetap stabilnya fungsi perlindungan dari matrik mikrokapsul maka reaksi-reaksi kimia yang terjadi pada sel bakteri tidak terjadi atau berjalan sangat lamban sehingga sel dapat mempertahankan viabilitasnya dan tetap aktif, hal ini terjadi sebaliknya pada sel yang disimpan pada suhu dan kelembaban yang lebih tinggi. Aktivitas starter mikroenkapsulasi sangat berkaitan dengan viabilitas sel dalam starter kering yang diinokulasikan. Sebaliknya pada starter kering mikroenkapsulasi yang disimpan pada suhu dan kelembaban lebih tinggi aktivitasnya rendah, pada kondisi penyimpanan tersebut diduga terjadi penggembungan matrik sehingga sifat perlindungan terhadap sel menurun yang berakibat menurunnya viabilitas sel. Hasil ini didukung oleh Partanen (2008) yang menyatakan bahwa permease oksigen pada matrik karbohidrat yang disimpan pada suhu 200C dengan kelembaban 11% terjadi lebih kecil dibanding yang disimpan pada kelembaban 54%.
Pada sel mikroenkapsulasi yang dalam prosesnya mengalami stres (panas maupun dehidrasi) secara fisiologis sel dapat dikelompokkan menjadi sel normal (uninjured), reversible injured (injured cells) dan irreversible injured (sel yang mati) yang persentasenya bervariasi tergantung tingkatan stres yang terjadi. Pada injured cell apabila lingkungan disekitar kurang menguntungkan maka sel akan mati sehingga menurunkan viabilitas sel. Sel tidak dapat secara langsung membelah diri apabila kerusakan pada sel tidak diperbaiki terlebih dahulu, sehingga pada sel yang demikian membutuhkan waktu inkubasi yang lebih lama untuk mencapai keasaman yang diinginkan. Sedang pada penelitian ini waktu inkubasi ditentukan 4 jam sehingga untuk sel kering dengan kandungan sel injured yang tinggi akan memerlukan waktu yang lebih panjang dibanding sel kering dengan kandungan sel injured yang rendah. Menurut Ray (2004) pada populasi bakteri yang mengalami stres sublethal maka untuk memperbaiki kerusakan sel bakteri memerlukan waktu antara 1-6 jam, hal ini tergantung sifat stres dan tingkat kerusakan yang terjadi. Menurut Monnet et al. (2003) terdapat korelasi antara viabilitas sel dari kultur yang direhidrasi dengan waktu yang dibutuhkan oleh kultur untuk mencapai keasaman tertentu.
    Kondisi penyimpanan seperti suhu penyimpanan, kandungan air dari serbuk mikrokapsul, kelembaban ruang penyimpanan, komposisi serbuk, oksigen dan sinar berpengaruh pada viabilitas dan aktivitas bakteri mikroenkapsulasi. Viabilitas bakteri mikroenkapsulasi selama penyimpanan berbanding terbalik dengan suhu dan RH penyimpanan. Pada penelitian ini suhu penyimpanan 4oC dan RH 23% dapat mempertahankan viabilitas dan aktivitas bakteri mikroenkapsulasi sampai 8 bulan penyimpanan.

Kesimpulan
    Penyimpanan sel mikroenkap-sulasi pada kombinasi suhu-kelembaban ruang penyimpanan 40C-23% adalah yang mendekati ideal dibanding sel yang disimpan pada kombinasi suhu-kelembaban ruang penyimpanan yang lebih tinggi, hal ini terbukti dengan penurunan jumlah sel mikroenkapsulasi terkecil dengan aktivitas terbesar dan paling stabil dalam penyimpanan. Penyimpanan  pada suhu dan kelembaban rendah matrik tetap pada keadaan solid, sehingga difusi gas terbatas. Dengan demikian matrik dapat berfungsi sebagai pelindung bakteri dari kondisi lingkungan yang merusak.

Daftar Pustaka
Ananta, E., 2005. Impact of Environmental Factors on Viability and Stability and High Pressure Pretreatment on Stress Tolerance of Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) During Spray Drying. Berlin University, Berlin
Castro, H.P., P.M. Teixeira and R. Kirby. 1995. Storage of Lyophilized Cultures of Lactobacillus bulgaricus under Different Relative Humidities and Atmospheres. App. Microbiology and Biotechnology, 44: 172-176
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.
Hardas, N., S. Danvirivakul, J.L. Foley, W.W. Nawar and P. Chinachoti. 2002. Effect of Relative Humidity on The Oxidative and Physical Stability of Encapsulated Milk Fat. J. of The American Oil Chemists Society. Vol. 79. No. 2: 151-158
Labuza,T.P., B. Fu and P.S. Taoukis. 1992. Prediction for Shelf Life and Safety of Minimally Processed CAP/MAP Chilled Foods: a Review. J. Food Prot., 55. 741
Lilis, N., D.R. Adawiyah dan Subarna. 1995. Pembuatan dan Pengawetan Kultur Kering Yoghurt. Bul. Tek Industri Pangan, VI (3) : 85-93
Meng X.C., C. Stanton, G.F. Fitzgerald, C. Daly and R.P. Ross. 2007. Anhydrobiotics: The Challenges of Drying Probiotic Cultures. Food Chemistry :1-11
Monnet, C., C. Béal dan G. Corrieu. 2003. Improvement of the Resistance of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus to Freezing by Natural Selection.  J. Dairy Sci. 86:3048-3053
Partanen, R. 2008. Mobility and Oxidative Stability in Plasticised Food Matrices. The Role of Water. VTT Publications 697, ISSN 1455-0849.
Ray, B. 2004. Fundamental Food Microbiology. 3rd Ed. CRC Press. Florida
Robertson, G.L. 1993. Food Packaging : Principles and Practice, Marcel Dekker. New York
Ritta, P., H.P.S. Olli, H. Kallio and Forssell. 2005. Effect of Relative Humidity on The Oxidative Stability of Microencapsulated Sea Buckthorn Seed Oil. J. of Food Sci.: E 37- E43.
Santivarangkna, C., U. Kulozik and P. Foerst. 2008. Inactivation mechanisms of lactic acid starter cultures preserved by drying processes. Review Article. J.of Applied Microbiology, 105 : 1–13
Schrooyen, P. M. M., R. Van der Meer and C. C. de Kruif. 2001.    Microencapsulation : Its Application In Nutrition. Proceedings of The Nutrition Society. 60 : 475-479
Setyawati, E. 2010. Peran Maltodekstrin dan Sodium Kaseinat sebagai Enkapsulan terhadap Sifat Fisik dan Fisiologis Starter Yoghurt Mikroenkapsulasi. Disertasi.
Teixeira, P.C. M.H. Castro, F.X. Malcata and R.M. Kirby. 1995. Survival of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus Following Spray-Drying. J. Of Dairy Sci., 78.5:1025-1031
Tamime, A.Y.and R.K. Robinson. 1989. Yoghurt Science and Technology. Pergamon Press. Ltd. Oxford
Thies, C. 2001. Microencapsule Characterisation. In: Vilstrup, P. Miroencapsulation of Food Ingredients. 1st Ed. LFRA Ltd. London
To, C.S.B., and M.R. Etzel. 1997. Spray drying, freeze drying or freezing of three different lactic acid bacteria species. J. Food Sci., 62:576-578, 585.
Toledo, R.T. 2007. Fundamentals of Food Process Engineering. 3rd Ed. Springer Sci. and Business Media. LLC. New York.
Tung, M.A., I.J. Britz and S. Yada. 2001. Packaging Considerations. In: (Ed) Eskin, A and David, R.  Food Shelf-life Stability. CRC Press. New York.
Vulkov, P. 2006. Water Activity Concept for Safety Food Storage. Proceedings of the 3rd Central European Congress on Food, pp. 1-8
Yitnosumarto, S. 1993. Percobaan:m Perancangan, Analisis dan Interpelasinya. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Oleh: Endang Setyawati SW – Widyaiswara BBPP Batu

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