III. KERANGKA PIKIRAN DAN HIPOTESIS 3.1. Kerangka Pikiran Kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan memicu banyaknya produk pangan fungsional yang beredar di pasaran. Salah satu pangan fungsional yang banyak beredar adalah produk-produk probiotik. Probiotik merupakan bakteri yang dapat berperan untuk meningkatkan kesehatan terutama pada sistem pencernaan. Produk pangan yang mengandung probiotik diklasifikasikan dalam pangan fungsional (IFIC, 2011). Bakteri probiotik umumnya berasal dari golongan Bakteri Asam Laktat (BAL) (Sujaya dkk., 2008). Produk-produk probiotik yang banyak beredar di pasaran berasal dari BAL dengan spesies Lactobacillus dan Bifidobacterium. Beberapa strain probiotik memiliki daya tahan yang rendah (Shah, 2000). Hal ini menimbulkan pemikiran untuk mempertahankan viabilitas bakteri probiotik dari kondisi lingkungan yang ekstrim. Salah satu metode untuk mempertahankan viabilitas bakteri probiotik adalah dengan metode mikroenkapsulasi. Mikroenkapsulasi merupakan metode penyalutan suatu bahan inti dengan bahan penyalut untuk menstabilkan sel, serta meningkatkan viabilitas selama produksi, penyimpanan, dan penanganan. Teknik mikroenkapsulasi melindungi suatu bahan inti (probiotik) dengan pemberian penghalang fisik. Pemberian sel hidup bakteri probiotik dengan penghalang fisik (Physical barrier) terhadap kondisi lingkungan yang merugikan dapat memberikan pengaruh baik yang besar (Krasaekoopt et al., 2003). Metode mikroenkapsulasi yang sering digunakan antara lain spray drying dan freeze drying. Spray drying merupakan teknologi yang sudah dikenal di industri 42
43 pangan karena laju produksinya yang tinggi dan biaya operasional yang rendah. Menurut Kailasapathy (2002), salah satu kelemahan spray drying adalah tingginya suhu selama proses pengeringan sehingga kurang sesuai untuk mengkapsul kultur bakteri probiotik, karena kemungkinan dapat menyebabkan denaturasi protein dalam sel bakteri sehingga menurunkan viabilitas bakteri pada produk pangan tersebut. Metode freeze drying lalu dikembangkan untuk mengatasi hal tersebut. Prinsip kerja freeze drying adalah merubah fase padat/es/freeze menjadi fase gas (uap) yang disebut dengan sublimasi. Keberhasilan proses mikroenkapsulasi sangat bergantung kepada pemilihan bahan penyalut dalam prosesnya. Penambahan bahan penyalut dalam pengeringan spray atau freeze drying pada proses mikroenkapsulasi dapat dilakukan untuk meningkatkan viabilitas bakteri. Bahan penyalut yang digunakan pada penelitian mikroenkapsulasi suspensi bakteri probiotik ini adalah susu skim dan maltodekstrin. Susu skim merupakan bahan penyalut yang umumnya digunakan dalam spray drying, karena susu skim dinilai merupakan wall yang lebih baik dibanding gelatin, pati terlarut, dan gum arab. Sebagai bahan pengapsul, susu skim memiliki komponen utama laktosa dan protein whey yang secara nyata memiliki pengaruh perlindungan karena adanya protein yang tersisa dan tidak terdegradasi (Fu and Chen, 2011). Penelitian Triana, Yulianto, dan Nurhidayat (2006), menunjukkan bahwa Lactobacillus sp. yang dienkapsulasi menggunakan 10% susu skim memiliki viabilitas lebih tinggi (>70%) dibandingkan yang dienkapsulasi 5% susu skim. Berdasarkan hal tersebut, konsentrasi susu skim yang digunakan sebagai penyalut adalah 10%.
44 Bahan lain yang digunakan adalah maltodesktrin. Menurut penelitian Lailiyah (2014), penggunaan maltodekstrin dengan konsentrasi 10, 15, dan 20%, dinilai mampu mempertahankan viabilitas bakteri L.bulgaricus dan S.thermophilus setelah pengeringan dengan penurunan jumlah bakteri sebanyak 1 siklus log, dengan jumlah awal bakteri sebelum dikeringkan adalah 3,7 x 10 6 cfu/g dan setelah dikeringkan dengan penambahan maltodekstrin menjadi 3,3 x 10 5 cfu/g. Berdasarkan penelitian Nurhasanah, dkk (2015) semakin tinggi konsentrasi maltodekstrin yang ditambahkan, maka semakin rendah nilai kadar air dan aktivitas air bubuk yoghurt sari kacang koro pedang. Hal ini menyebabkan umur simpan dari produk tersebut dapat semakin meningkat. Hasil produk freeze drying mikrokapsul suspensi bakteri probiotik ini adalah produk kering yang rentan terhadap perubahan kadar air lingkungan. Hal ini menyebabkan perlu adanya bahan pengemas untuk melindungi produk selama penyimpanan sebelum mengalami kerusakan karena perubahan fisik, organoleptik, nilai gizi, atau keamanannya. Menurut Floros dan Gnanasekharan (1993), terdapat enam faktor utama yang mengakibatkan terjadinya penurunan mutu atau kerusakan pada produk pangan, yaitu massa oksigen, uap air, cahaya, mikroorganisme, kompresi atau bantingan, dan bahan kimia toksik atau off flavor. Faktor-faktor tersebut dapat mengakibatkan terjadinya penurunan mutu lebih lanjut, seperti oksidasi lipida, kerusakan vitamin, kerusakan protein, reaksi pencoklatan, perubahan unsur organoleptik, dan penurunan viabiltas bakteri probiotik yang terkandung pada produk. Produk mikroenkapsulasi probiotik merupakan produk pangan yang mengandung BAL. Parameter kritis dari produk ini adalah jumlah BAL yang masih
45 terkandung selama penyimpanan. Titik kritis produk ini adalah suhu selama penyimpanan mengingat BAL sangat sensitif terhadap suhu. Menurut Pelczar dan Chan (2006), semua proses pertumbuhan bakteri bergantung pada reaksi kimiawi. Reaksi kimiawi dan laju reaksi-reaksi ini dipengaruhi oleh suhu, maka pola pertumbuhan bakteri dapat sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu juga mempengaruhi laju pertumbuhan dan jumlah total pertumbuhan organisme. Menurut Ishabashi dan Shimamur (1993) dikutip Soedarto (2008), Asosiasi Minuman Susu Fermentasi dan Bakteri Asam Laktat (Fermented Milks and Lactic Acid Bacteria Beverages Association) menyatakan bahwa produk yang mengandung 1x 10 7 CFU/g atau ml produk dipertimbangkan sebagai pangan probiotik. Metode Accelerated Shelf Life Test (ASLT) merupakan metode penentuan umur simpan yang banyak diterapkan pada produk pangan. Metode ini dilakukan dengan cara menyimpan produk pangan pada lingkungan ekstrim, sehingga menyebabkan produk pangan yang disimpan cepat rusak, baik pada suhu atau kelembaban ruang penyimpanan yang lebih tinggi. Menurut Diani (2011), pemikiran dasar dari ASLT adalah penyimpanan pada suhu yang lebih tinggi atau ekstrim untuk produk sehingga mempercepat penurunan mutu. Pada saat reaksi kimia dan biokimia berlangsung cepat dengan demikian penurunan mutu atau kerusakan dari produk lebih mudah diraih dan data yang diperoleh bisa diekstrapolasikan untuk menduga umur simpan pada kondisi penyimpanan yang normal atau sesuai dengan lingkungan yang biasanya menggunakan model Arrhenius. Menurut Floros dan Gnanasekharan (1993), keuntungan metode ini adalah memerlukan waktu yang relatif singkat, tetapi tetap memiliki ketepatan dan akurasi yang tinggi.
46 Kemasan yang digunakan pada penelitian ini adalah kemasan metalized plastic. Metalized plastic bersifat tidak meneruskan cahaya, menghambat masuknya oksigen, menahan bau, memberikan efek mengkilap, dan mampu menahan gas (Brown, 1992). Kemasan ini memiliki permeabilitas sebesar 0.3205 g/m 2.24h sehingga sangat baik untuk penyimpanan produk kering yang membutuhkan permeabilitas air dan gas rendah (Sumanti, dkk., 2013). Berdasarkan penelitian Ramadhani (2015), kemasan metalized plastic merupakan kemasan yang paling baik untuk mengemas biskuit sinbiotik dengan umur mencapai 17 hari pada pengamatan BAL. Suhu penyimpanan mikrokapsul suspensi bakteri probiotik yang digunakan pada penelitian ini adalah 25 ± 5 o C dan 35 ± 5 o C. Suhu 25 ± 5 o C digunakan karena biasanya produk akan disimpan pada suhu ruang, yaitu ± 25 C. Penggunaan suhu 35 ± 2 o C dipilih karena rentang yang diperlukan untuk mendapatkan nilai Q 10 adalah 10 o C dengan perbandingan antara dua suhu. Selain itu, suhu yang dipakai tersebut sudah sesuai dengan suhu yang dianjurkan untuk menguji masa kadaluarsa makanan kering. Berdasarkan uraian diatas, maka pada penelitian utama pendugaan umur simpan mikrokapsul suspensi bakteri probiotik akan menggunakan bahan penyalut susu skim 10% dan maltodekstin 20%. Kemasan yang digunakan adalah metalized plastic dan metode perhitungan umur simpan yang digunakan adalah metode Accelerated Shelf Life Test (ASLT) model Arrhenius.
47 3.2 Hipotesis Berdasarkan kerangka pikiran diatas dapat ditarik hipotesis berikut : bakteri probiotik jenis B. bifidum, L. plantarum dan L. acidophilus yang dikemas dengan kemasan metalized plastic masing-masing memiliki umur simpan tertentu.