Development Probiotic Food Based on Rice Brand

Transkripsi

1 Pengembangan Pangan Probiotik Berbasis Bekatul (Elok Zubaidah) PENGEMBANGAN PANGAN PROBIOTIK BERBASIS BEKATUL Development Probiotic Food Based on Rice Brand Elok Zubaidah 1) 1) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Jl. Veteran Malang telp/fax ABSTRACT Rice bran is one of the sources of bioactive components and is therefore a good raw material for functional food. It contains inositol, ferulat acid, fitosterol, orizanol, tocotrienol, cholin, and fibre and considered as nutraceutical food. A rice bran-based functional food may be developed by fermenting it in combination with milk using probiotic, such as L. casei. A randomized block design research was performed to determine the best ratio of skim milk to rice bran in the making of rice bran-based fermented drink. The ratios of the skim milk to rice bran evaluated were 12:, 8:4, 4:8, and :12 respectively. The experiment was made in a triplicate. The results showed that the ratio of skim milk to rice bran significantly affect on the viability and antimicrobial activity of L.casei during fermentation process. The highest viability and antimicrobial activity was found on the fermentation medium which contained rice bran only. The fermented product contained L. casei at a level of 2,9x1 9 cfu/ml, a total acidity of 1,3% and ph 4,267. It was found that the antimicrobial activity was.245, measured as a turbidity value. Key word: Rice bran, Fermented milk, Lactobacillus casei PENDAHULUAN Istilah pangan fungsional yang identik dengan probiotik dan prebiotik mulai banyak diperbincangkan seiring dengan meningkatnya kesadaran masyarakat akan kesehatan. Konsep probiotik sudah dikenal sejak 2 tahun lalu. Namun baru awal abad ke-19 dibuktikan secara ilmiah oleh Ilya Metchnikoff, seorang ilmuwan Rusia, yang mendapati bahwa bangsa Bulgaria yang mempunyai kebiasaan mengkonsumsi yogurt (susu fermentasi) tetap sehat dalam usia lanjut. Secara tradisional yogurt dibuat dengan menggunakan bakteri asam laktat (BAL) yakni Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus yang biasa disebut sebagai bakteri yogurt yang diyakini memiliki efek kesehatan dengan cara meningkatkan kerja enzim galaktosidase yang memudahkan pencernaan laktosa dalam usus, menurunkan kadar kolesterol darah, mencegah kanker dan mengatasi diare. Namun seiring dengan perkembangan IPTEK, hasil riset menunjukkan bahwa kedua jenis mikroba tersebut tidak bisa bertahan hidup didalam saluran pencernaan karena memiliki ketahanan yang rendah pada kondisi asam lambung dan garam bile, sehingga manfaat kesehatannya masih menjadi pertanyaan. Agar yogurt dapat disebut sebagai makanan fungsional, maka dikembangkan dengan menambahkan bakteri probiotik dan sering disebut sebagai yogurt probiotik atau yogurt fungsional (Saito,25) Bakteri probiotik adalah bakteri asam laktat dan Bifidobacteria yang secara alami terdapat pada saluran pencernaan manusia dan hewan serta makanan fermentasi. Bakteri probiotik mampu bertahan hidup dalam saluran pencernaan setelah dikonsumsi. Probiotik diartikan 89

2 Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 7 No. 2 (Agustus 26) sebagai konsumsi mikrobia hidup sebagai aditif makanan untuk kesehatan (Hoover, 1993). Bakteri ini membantu mengatasi intoleransi terhadap laktosa, mencegah diare, sembelit, kanker, hipertensi, manurunkan kolesterol, menormalkan komposisi bakteri saluran pencernaan serta meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Menurut Krishnakumar dan Gordon (21), bakteri asam laktat yang diyakini memiliki aktivitas probiotik adalah L. Acidophilus, L.casei dan Bifidobacteri. Susu fermentasi yang hanya menggunakan L. Acidophilus, L.casei atau Bifidobacteri menunjukkan pertumbuhan yang sangat lambat pada medium susu, sehingga memerlukan waktu inkubasi yang sangat lama, hal ini tentu saja berpengaruh terhadap kualitas yogurt yang dihasilkan (Dave dan Shah, 1997) Menurut Molin (21), L. acidophilus tidak tumbuh optimal pada medium susu. L. acidophilus dan Bifidobacterium tumbuh sangat lambat pada media susu karena memiliki aktivitas proteolitik dan ß-Dgalaktosidase yang rendah (Dave and Shah, 1997). Susu tidak mengandung asam amino bebas dan peptida yang cukup bagi pertumbuhan probiotik (Shah,21).. Fuller (1989) menyatakan bahwa guna memperoleh efek kesehatan yang maksimal, maka salah satu persyaratan yang harus dimiliki probiotik adalah dapat tumbuh dan melakukan metabolisme dengan sangat cepat dan terdapat dalam jumlah yang tinggi. Guna memperoleh efek kesehatan yang maksimal tersebut, perlu ditambahkan sumber nutrient lain yang mampu memicu pertumbuhan probiotik. Rice bran merupakan hasil samping proses penggilingan padi yang hampir memenuhi persyaratan sumber nutrisi yang lengkap. Kandungan protein sebesar 17%, adanya asam lemak PUFA dan MUFA, vitamin dan mineral yang cukup tinggi, serat pangan sebesar 12% inositol yang tinggi serta asam ferulat, fitosterol, orizanol, tokotrienol, fitosterol, dan cholin menunjukkan bahwa rice bran berpotensi sebagai nutraceutical foods. Rice bran dengan kandungan serat sebesar 13-14% dapat dijadikan sumber serat diet. Serat larut dalam usus besar menjadi sumber energi bagi bakteri penghasil asam laktat (prebiotik). Mengingat berbagai keunggulan dari segi nutrisi maka rice bran sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai suplemen pada produk yogurt probiotik, guna meningkatkan viabilitas probiotik. Pembuatan minuman fermentasi berbasis rice bran terfermentasi probiotik akan memberikan nilai tambah yang bersifat multifungsional, yakni kandungan senyawa fitokimia serta kandungan serat yang berperan sebagai prebiotik yang dapat meningkatkan viabilitas probiotik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan bekatul dalam minuman susu probiotik terhadap viabilitas Lactobacillus casei dan aktivitas antimikrobial selama proses fermentasi. BAHAN DAN METODE Bahan Bahan yang dipergunakan antara lain bakteri Lactobacillus casei yang diperoleh dari PAU Pangan dan Gizi UGM, Staphylococcus aureus diperoleh dari Laboratorium Biokimia dan Nutrisi THP Universitas Brawijaya Malang. Bekatul padi varitas IR diperoleh dari salah satu hasil penggilingan padi di Malang, MRS Broth (Oxoid), susu bubuk skim, glukosa, alkohol 7%, kertas payung dan aquades. Metode Penelitian ini menggunakan rancangan acak kelompok dengan faktor tunggal yaitu proporsi susu dengan 4 level (12:; 8:4; 4:8; :12) dengan 3 kali ulangan. Pembuatan kultur starter cair 1. Penyiapan 1 ml MRS broth steril. 2. Penggoresan dari stok kultur agar miring Lactobacillus casei pada 1 ml MRS broth steril lalu diinkubasi selama 5 jam pada suhu 42 C. 3. Pemindahan 1 ml MRS broth yang berisi kultur dalam 1 ml larutan 1% susu skim dan 1% glukosa lalu diinkubasi selama 5 jam pada suhu 9

3 Pengembangan Pangan Probiotik Berbasis Bekatul (Elok Zubaidah) 42 C sehingga diperoleh kultur starter cair siap pakai. Pembuatan susu bekatul fermentasi 1. Glukosa 1% (b/v) dilarutkan dalam aquades 1 ml. 2. Larutan glukosa ditambah susu skim dan bekatul sesuai dengan level perlakuan. 3. Pemanasan pada suhu 85 C selama 1 menit sambil diaduk supaya larutan homogen. 4. Sterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121 C selama 15 menit. 5. Pendinginan dalam ruang aseptis sampai mencapai suhu 42 C. 6. Inokulasi kultur starter Lactobacillus casei 2% (v/v). 7. Inkubasi pada suhu 42 C sampai mencapai ph 4,5. Analisis Data Data hasil penelitian dianalisa dengan analisa varians (ANOVA) 5%. Untuk uji beda digunakan uji beda BNT 5%. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisa Kimiawi Bekatul dan Susu Skim Pada Tabel 1. nampak bahwa kandungan protein, gula reduksi dan laktosa susu skim lebih tinggi daripada bekatul, sedangkan kandungan abu, serat, pati bekatul lebih tinggi daripada susu skim. Tabel 1. Rerata Komposisi kimia bekatul dan susu skim Jenis Uji Bekatul Susu skim Air(%) 8,54 5,19 Abu(%) 8,78 5,74 N-amino(%) 1,56 1,35 Protein (%) 9,36 38,19 Serat Kasar(%) 8,81 - Lemak(%) 7,95 1,6 Gula reduksi(%) 17,69 43,29 Pati(%) 3,7 4,53 Laktosa(%) - 35,56 Analisa Mikrobiologis dan kimiawi bekatul terfermentasi probiotik Seiring dengan peningkatan substitusi susu skim oleh bekatul terjadi peningkatan yang lebih tinggi pada populasi BAL L. casei dan total asam, tetapi terjadi penurunan ph yang lebih besar (Gambar 1,2 dan 3). (1E9)Total BAL Jam Ke- Susu Skim 12% : Bekatul % Susu Skim 8% : Bekatul 4% Susu Skim 4% : Bekatul 8% Susu Skim % : Bekatul 12% Gambar 1. Pertumbuhan BAL selama fermentasi Minuman susu skim dsn bekatul Jumlah L.casei tertinggi pada perlakuan proporsi susu :12 atau tanpa susu skim. Diduga hal ini terjadi karena bekatul mengandung unsur makro dan mikro yang lengkap untuk pertumbuhan L.casei. Kandungan serat larut yang terdapat dalam bekatul diduga dapat meningkatkan aktivitas pertumbuhan L.casei. Lebih dari 2% dari bekatul adalah serat yang sebagian besar diantaranya tidak dapat larut (Anonymous a, 23). Bekatul mengandung serat pangan larut sebanyak 12% (Anonymous c, 22). Menurut Indrati-ningsih dkk. (23), tingginya viabilitas probiotik disebabkan karena kandungan serat pangan larut yang banyak berperan sebagai prebiotik dan memacu pertumbuhan probiotik. Selain itu bekatul mengandung sejumlah protein dan seluruh asam amino esensial tersedia didalamnya. Lemak bekatul mengandung asam lemak tidak jenuh, terutama oleat dan linoleat. Bekatul juga kaya vitamin B kompleks, beta karoten, vitamin C, D dan mineral yang penting seperti kalsium, fosfat dan besi (Cheruvanky, 23). 91

4 Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 7 No. 2 (Agustus 26) Jumlah L.casei terendah pada perlakuan proporsi susu 12:. Hal ini diduga karena rendahnya aktivitas proteolitik dan enzim betagalaktosidase yang dimiliki L.casei sehingga tumbuh lambat pada medium susu. Menurut Gilliland (1986), kemampuan hidrolisa laktosa maupun protein susu golongan Lactobacillus terbatas dalam medium susu. Shah (21) menambahkan keterbatasan ini disebabkan rendahnya aktivitas proteolitik dan produksi enzim beta-galaktosidase. Total asam terendah pada perlakuan proporsi susu 12:. Hal ini diduga karena rendahnya aktivitas proteolitik dan enzim beta-galaktosidase sehingga tumbuh lambat pada medium susu yang berakibat rendahnya total asam yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Shah (21) bahwa L.casei tidak dapat bermultiplikasi secara cepat pada medium susu karena rendahnya aktivitas proteolitik dan enzim betagalaktosidase yang dimiliki oleh bakteri itu Grafik ph Total Asam (%) ph Jam Ke- Susu Skim 12% + Bekatul % Susu Skim 8% + Bekatul 4% Susu Skim 4% + Bekatul 8% Susu Skim % + Bekatul 12% Susu Skim 12% + Bekatul % Susu Skim 8% + Bekatul 4% Susu Skim 4% + Bekatul 8% Susu Skim % + Bekatul 12% Gambar 2. Perubahan total asam selama fermentasi minuman susu skim dan bekatul Total asam tertinggi adalah pada perlakuan proporsi susu :12. Adanya ketersediaan nutrisi pada bekatul. diduga berpengaruh terhadap jumlah dan kecepatan pertumbuhan L.casei. Semakin tinggi jumlah L.casei maka semakin banyak asam yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Ramadayanti (21) bahwa proses pertumbuhan sel dibarengi dengan terbentuknya metabolit berupa asam laktat yang dihasilkan dari perombakan gula, protein dan asam-asam lain. Selain itu diduga komponen serat pangan bekatul juga dimanfaatkan sebagai sumber pangan prebiotik yang fermentasinya menghasilkan asam-asam lemak rantai pendek (SCFA) berupa asetat, propionat, butirat, laktat, suksinat, piruvat, dan format (Anonymous b, 24). Keberadaan asamasam organik ini juga mempengaruhi tingginya total asam dalam medium fermentasi. Gambar 3. Perubahan ph selama fermentasi susu skim dan bekatul Semakin banyak L.casei maka asam laktat yang dihasilkan semakin tinggi sehingga menyebabkan menurunnya ph medium fermentasi. Singleton (1998) dalam Anafia (1997) menyatakan bahwa penurunan ph merupakan salah satu akibat proses fermentasi yang terjadi karena adanya akumulasi asam laktat sebagai produk utama dari aktifitas bakteri L.casei yang bersifat homofermentatif. Wibowo (199) menambahkan bahwa inkubasi pada suhu optimum menyebabkan proses ionisasi asam laktat menjadi maksimal yang mengakibatkan semakin banyaknya ion H yang dibebaskan. Bertambahnya ion H bebas menyebabkan ph menurun. Bakteri probiotik seperti L.casei dapat memproduksi asam-asam organik seperti asam laktat dan asam asetat, hidrogen peroksida, dan bakteriosin. Penurunan ph akibat adanya asam-asam organik yang dihasilkan oleh bakteri tersebut menyebabkan adanya efek bakterisidal dan 92

5 Pengembangan Pangan Probiotik Berbasis Bekatul (Elok Zubaidah) bakteriostatik (Shah, 21). Gambar 4 menunjukkan aktivitas antimikrobial L.casei yang ditunjukkan dengan penghambatannya terhadap bakteri pathogen Staphilococcus aureus dengan metode turbidimetri (derajat kekeruhan). daya cerna yang lebih besar terhadap karbohidrat kompleks dari pada laktosa. Lactobacillus acidophillus memiliki daya amilolitik yang baik yang dapat memproduksi maltosa, maltotriosa dan sejumlah kecil glukosa dari amilopektin (Salminen and Wright, 1993) Kekeruhan (Abs) Waktu Inkubasi (Jam ke-) Kontrol 12 : 8 : 4 4 : 8 : 12 Gambar 4. Aktivitas penghambatan ppertumbuhan Staphylococcus aureus selama waktu Inkubasi Selama proses fermentasi bakteri asam laktat (L.casei) memerlukan nutrisi untuk pertumbuhannya. Hal ini ditunjukkan dengan terjadinya penurunan pada beberapa jenis nutrisi pada medium fermentasi. Pati (%) : 8 : 4 4 : 8 : 12 Pati Aw al Pati Akhir Gula Reduksi (%) : 8 : 4 4 : 8 : 12 Gula Reduksi Aw al Gula Reduksi Akhir Gambar 6. Perubahan kadar gula reduksi Gambar 6 menunjukkan bahwa terjadi kenaikan gula reduksi selama proses fermentasi. Hal ini diduga karena terjadi perombakan pati dan laktosa menjadi gula reduksi sebagai sumber karbon dan energi untuk pertumbuhan L.casei. Laktosa dan glukosa merupakan senyawa gula yang terlibat dalam proses fermentasi asam laktat. Peningkatan jumlah bakteri menyebabkan peningkatan senyawa yang dirombak menjadi glukosa dan asam laktat (Oberman, 1985). Gambar 5. Perubahan kadar pati pada medium fermentasi minuman susu Gambar 5 menunjukkan terjadinya penurunan kadar pati setelah 12 jam terjadi penurunan kadar pati. Hal ini diduga karena enzim yang dihasilkan oleh L.casei yang mampu memecah senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana yang dapat dimanfaatkan untuk metabolisme sel. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa Lactobacillus memiliki Serat Kasar (%) : 8 : 4 4 : 8 : 12 Serat Kasar Aw al Serat Kasar Akhir Gambar 7. Perubahan kadar gula reduksi 93

6 Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 7 No. 2 (Agustus 26) Gambar 7 menunjukkan terjadi penurunan kadar serat kasar selama proses fermentasi. Penurunan kadar serat diduga karena adanya pemanfaatan serat kasar oleh aktivitas L.casei untuk metabolisme sel. Serat pangan tidak larut dapat difermentasi oleh bakteri asam laktat meskipun laju pemecahannya lebih lambat dari pada pemecahan serat pangan larut. Hal ini disebabkan keterbatasan enzim hidrolitik pemecah serat pangan tidak larut (Karppinen, 23). Bakteri asam laktat memiliki kemampuan memfermentasi selulosa menjadi senyawa SCFA ( short chain fatty acids ) tetapi SCFA yang dihasilkan lebih rendah dibanding fermentasi pada fruktooligosakarida, xylooligosakarida serta arabinoxylan (Kludsen et al, 1993; dalam Ruberfroid, 1998). Selama proses fermentasi senyawa nitrogen digunakan untuk sintesis sel sehingga jumlahnya akan tetap. Penurunan kadar nitrogen total selama proses fermentasi ditunjukkan oleh gambar 8. Protein (%) : 8 : 4 4 : 8 : 12 Protein Aw al Protein Akhir Gambar 8. Perubahan kadar gula reduksi Hal ini diduga karena adanya hidrolisa protein menjadi senyawa yang lebih sederhana oleh mikroba. Senyawa tersebut diduga mengalami penguapan selama proses fermentasi yang menyebabkan penurunan kadar protein medium fermentasi. Menurut Fardiaz (1992), senyawa-senyawa intermediet dan produk akhir hasil pemecahan asam amino sangat bervariasi. Selain itu dibebaskan alkohol dan berbagai gas seperti karbon dioksida, metana, hidrogen dan amonia. Amonia dilepaskan dalam jumlah yang tinggi pada pemecahan protein lebih lanjut. Pemecahan protein juga melepaskan senyawasenyawa berbau busuk seperti hidrogen sulfida, merkaptan, indol, skatol, putresin dan kadaverin. H-Terlarut (%) : 8 : 4 4 : 8 : 12 N-Terlarut Aw al N-Terlarut Akhir Gambar 9. Perubahan kadar gula reduksi Penurunan kadar nitrogen terlarut terjadi setelah fermentasi. Hal ini diduga karena adanya konsumsi nitrogen terlarut oleh L.casei. Nitrogen terlarut merupakan salah satu nutrisi bagi pertumbuhan bakteri untuk proses metabolismenya (Bonczar, 23) Lemak (%) : 8 : 4 4 : 8 : 12 Lemak Aw al Lemak Akhir Gambar 1. Perubahan kadar gula reduksi Setelah proses fermentasi terjadi penurunan kadar lemak. Hal ini diduga karena enzim yang dihasilkan oleh L.casei yang mempu memecah lemak menjadi senyawa yang lebih sederhana yang dapat dimanfaatkan untuk metabolisme sel. Aktivitas lipase pada beberapa bakteri asam laktat dapat memecah lemak menjadi asam-asam lemak yang jumlahnya berbeda 94

7 Pengembangan Pangan Probiotik Berbasis Bekatul (Elok Zubaidah) pada jenis medium yang berbeda, tergantung pada komposisi dan aktivitas lipolitik yang ada dalam starter (Wood et al., 1998). Terbaik Tabel 2. nilai parameter mikrobiologi dan kimia perlakuan terbaik ( : 12) Parameter terbaik Total BAL (cfu/ml) 2,9x1 9 Total asam(%) 1,3 ph 4,267 Laktosa(%),2 Pati(%) 1,7 Serat kasar(%),857 Gula reduksi(%) 6,393 Lemak(%),483 N total(%),5 N-terlarut(%),142 N amino(%),367 Pemilihan perlakuan terbaik perlakuan proporsi susu pada medium fermentasi dilakukan dengan metode Multiple Attribute. terbaik dipilih dari nilai jarak kerapatan terkecil dari parameter yang sudah ditentukan pada masing-masing perlakuan. berdasarkan parameter jumlah total BAL (L.casei), total asam, ph dan aktivitas bakteriosin, proporsi susu skim dan bekatul :12 memiliki jarak kerapatan terkecil dan menjadi perlakuan terbaik. KESIMPULAN terbaik minuman fermentasi diperoleh pada perlakuan proporsi susu :12, dengan nilai total BAL (Lactobacillus casei) 2,9x1 9 cfu/ml; total asam 1,3%; ph 4,267; aktivitas antimikrobial pada kekeruhan,245; kadar laktosa,2%; kadar pati 1,7%; kadar serat kasar,857%; kadar gula reduksi 6,393%; kadar lemak,483%; kadar N- total,5%; kadar N-terlarut,142% dan kadar N-amino,367%. Perlu penelitian lebih lanjut tentang formulasi minuman fermentasi berbasis bekatul agar disukai konsumen. DAFTAR PUSTAKA Anonymous b. 22. Probiotik dan Prebiotik untuk Kesehatan. Tanggal akses 9 Juli 25 Anonymous c. 22. Stabilized Rice Bran as a Nutraceuticals Food. Inovation in Food Technology Anonymous a. 23. Rice Bran. n.htm. Tanggal akses 15 Agustus 25 Ardiansyah. 24. Sehat dengan Mengkonsumsi Bekatul. el/739124em.shtml Tanggal akses 15 Agustus 25 Brandt, L.A. 21. Prebiotics Enhance Gut Health. Medical Research Council. Dunn Clinical Nutrition Center. Cambridge UK Bonczar. 23. The Influence of Different Amount of Starter Culture on The Properties of Yoghurts Obtain From Ewe s Milk. Tanggal akses 24 Desember 25 Cheruvanky, R. 23. What is Rice Bran?. /TechBulletins/whatisricebran.htm. Tanggal akses 15 Agustus 25 Gilliland, S.E Bacteria Starter Culture for Food. CRC Press Inc., Boca Raton. Florida Indratiningsih dkk. 24. Produksi Yoghurt Shitake (Yoshitake) Sebagai Pangan Kesehatan Berbasis Susu. Jurnal Teknologi dan Industri pangan XV (1);12-11 Roberfroid, M.B Probiotics and Synbiotics: Concepts and Nutritional Properties. 8:S 197-S 22 Robinson, R.K. and A.Y. Tamime Microbiology of Fermented Milks. In R.K. Robinson (ed.). Diary Microbiology.Vol 1. The Microbiology of Milks. Applied Science. Publishing, London Salminen, N.P., A. Wright Lactic Acid Bacteria. Macel Dekker, Inc. New York Shah, N.P. 21. Functional Foods from Probiotics and Prebiotics. J. Food Tech. 55(11):

8 Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 7 No. 2 (Agustus 26)