METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2011 hingga bulan Juli 2011. Analisis karakteristik susu dan keju putih rendah lemak dilakukan di Laboratorium Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Bogor. Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah susu skim sapi segar peternakan Konak Leuwiliang, enzim rennet komersial (merk marschall), starter Streptococcus lactis, Lactobacillus casei, CaCl 2, Whey Protein Concentrate (WPC), gellan gum (merk gellan-gummi, ApliChem), minyak jagung (merk Chines Corn Oil (CCO)), polioksietilen sorbitan monostearat/tween-60 (merk Merck, Merck Schuchardt OHG-Jerman), sorbitan monostearat/span-60 (merk Kosteran S/I, PT Perdoni-Jakarta), gliserol monostearat/gms (merk Chitrol GMS 0402, PT Setia Agung Kimia-Jakarta), sorbitol dibeli dari PT Setia Guna- Bogor, carboxymethylcellulose (CMC) dibeli dari PT Setia Guna-Bogor, medium chain trigliserid (MCT) (merk Krodamol), garam dapur dan bahan-bahan yang digunakan untuk analisis kualitas susu dan keju. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kain saring, pisau, baskom, freezer, krim separator, round mold, texture analyzer (merk TexturePro CT V1.2 Build 9, Brookfield Engineering Labs, Inc.), pipet volumetrik, penetrometer (merk Precision Petroleum Analyzer, Company San Antonio Texas), timbangan analitik (merk Precisa XT 220A, Swiss), termometer, soxhlet, erlenmeyer, kompor, penangas air, tanur, oven (merk Imperial V Laboratory Oven, USA), cawan porselen, alat destilasi, alat titrasi, alat-alat gelas, dan peralatan lain untuk analisis. Keju rendah lemak dapat dibuat dengan mengacu pada modifikasi perlakuan kadar lemak bahan baku susu. Modifikasi bahan baku susu diantaranya yaitu: Menurunkan lemak susu sapi Penelitian Ehab et al. (2002) melakukan penurunan lemak susu hingga mencapai 60%. Hasil dari penelitian tersebut diperoleh karakteristik sifat fisik keju 17
yang masih belum baik, sehingga dilakukan penambahan gellan gum sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas sifat fisik keju. Menggunakan susu skim sebagai bahan baku Keju yang terbuat dari susu skim mempunyai karakteristik yang belum baik, yaitu mempunyai tekstur yang keras. Upaya yang dilakukan dalam memperbaiki tekstur adalah dengan menggunakan emulsi W 1 OW 2 dalam pembuatan keju putih rendah lemak. Pemilihan emulsi WOW pada penelitian Lobato-Calleros (2008) menunjukkan bahwa emulsi ini sangat cocok digunakan dalam pembuatan keju, yaitu menghasilkan keju dengan matriks yang lebih kompak. Mengganti lemak susu dengan lemak nabati Lemak nabati dalam penelitian ini adalah minyak jagung. Pemilihan minyak jagung sebagai pengganti lemak susu dikarenakan lebih efisien dan mempunyai manfaat bagi kesehatan, yaitu memiliki asam lemak linolenat dan oleat. Metode ketiga terdiri atas tiga jenis, pertama penggantian lemak susu dengan lemak nabati. Kedua, penggantian lemak susu dengan lemak nabati dengan penambahan whey protein concentrate (WPC). Pemilihan WPC sebagai bahan tambahan dalam pembuatan keju adalah atas hasil penelitian yang menyatakan bahwa WPC dapat membantu penurunan kadar lemak bahan baku susu serta memperbaiki karakteristik keju putih rendah lemak. Ketiga, penggantian lemak susu dengan lemak nabati dengan penambahan probiotik. Probiotik dapat membantu penurunan kadar lemak bahan baku. Selain itu, membantu memperbaiki karakteristik keju putih rendah lemak yang dihasilkan. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan mengaplikasikan lima perlakuan, yaitu pertama yang digunakan adalah membuat keju dengan berbahan dasar susu yang diturunkan kadar lemaknya (A1). kedua adalah keju dengan bahan dasar susu yang telah mengalami pergantian lemak susu dengan lemak nabati (A2). ketiga adalah keju dengan bahan dasar susu yang telah mengalami pergantian lemak susu dengan lemak nabati dengan penambahan WPC (A3). keempat adalah keju berbahan dasar susu skim dengan emulsi WOW (A4). terakhir yaitu keju dengan bahan dasar susu yang telah mengalami pergantian lemak susu dengan lemak nabati dengan penambahan probiotik (A5). 18
Prosedur Penelitian Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap. Tahapan penelitian disajikan pada Gambar 1. Separasi Susu Analisis Kandungan Gizi Susu Sapi Susu Sapi Segar Susu Sapi Skim Modifikasi Susu Sapi A1 A2 A3 A4 A5 Pembuatan Keju Putih Rendah Lemak Menggunakan Berbagai Bahan Baku Susu Sapi Modifikasi Analisis Sifat Fisik dan Kimia Formula Terpilih Uji Organoleptik Gambar 1 Diagram alir tahapan penelitian Separasi Susu Sapi Kadar lemak susu yang berasal dari peternakan tersebut ±5,6%. Kadar lemak susu skim yang dihasilkan adalah ±0,13%. Berikut ini merupakan proses separasi susu sapi. Susu sapi Segar Dipanaskan T=30 0 C Diseparasi Gambar 2 Proses separasi susu sapi 19
Analisis Kandungan Gizi Susu Sapi Segar dan Skim Analisis kandungan gizi susu sapi segar dan skim meliputi kadar air (metode oven SNI 01-2891-1992), kadar protein (metode soxhlet SNI 01-2891- 1992), kadar abu (metode tanur SNI 01-2891-1992), kadar fosfor (Apriyantono et al. 1989), kadar kalsium (Apriyantono et al. 1989) dan kadar lemak (metode Weibull SNI 01-2891-1992). Analisis ini ditujukan agar diketahui kandungan gizi susu sapi sebelum diseparasi dan setelah diseparasi. Proses Modifikasi Bahan Baku Penurunan Lemak Susu Sapi sebanyak 60% (A1) Terlihat pada Gambar 2, bahwa penurunan lemak sebanyak 60% dilakukan dengan cara menambahkan krim susu ke dalam susu skim yang telah dibuat hingga susu memiliki kadar lemak sebanyak 40%. Berdasarkan hasil analisis kadar lemak pada susu segar yang digunakan adalah sebesar 5,6% dan susu skim sebesar 0,1%, maka penambahan lemak susu dalam perlakuan ini adalah sebesar 21,1 ml/l (2,11%). ini juga menggunakan penambahan gellan gum sebanyak 0,5%/L. Susu skim Ditambahkan lemak (krim) susu 21,1 ml/l Ditambahkan gellan gum sebanyak 5g/L Gambar 3 Proses modifikasi susu penurunan lemak susu 60% modifikasi Ehab et al. (2002) Emulsi Minyak Jagung Dalam Susu Skim (A2) Susu modifikasi pada perlakuan A2 adalah emulsi minyak jagung (corn oil) dalam susu skim. Cara pembuatan emulsi minyak jagung menggunakan formula Lobato-Calleros (2003) yang telah dimodifikasi. Modifikasi formula tersebut adalah dengan mengganti minyak kanola menjadi minyak jagung (corn oil). Emulsi minyak jagung diperoleh dengan penggabungan antara minyak jagung sebanyak 175g/L susu skim ke dalam campuran emulsi dari polyoxyethylene sorbitan monostrearate (Tween-60), sorbitan monostrearate (Span-60), dan glycerol monostearate (GMS) dengan perbandingan 0,5:0,2:0,3. Jumlah total ketiga emulsifier tersebut adalah 19,25g. Menurut Lobato-Calleros et al. (2003), pembuatan emulsi minyak jagung adalah memanaskan polyoxyethylene sorbitan monostrearate (Tween-60), 20
sorbitan monostrearate (Span-60), dan glycerol monostearate (GMS) sampai tercampur sempurna. Emulsi tersebut dipanaskan kembali bersamaan dengan minyak jagung hingga suhu mencapai 60 0 C. Secara terpisah susu skim yang akan digunakan dalam pembuatan keju dipanaskan hingga mencapai 60 0 C. Susu skim dan emulsi minyak jagung dihomogenkan menggunakan blender, agar susu skim dan emulsi dapat menyatu secara sempurna, sehingga emulsi dapat terbentuk dengan baik. Tween-60 + Span-60 + GMS (0,5 : 0,2 : 0,3) Dicampurkan (Total campuran 19,25 g/l susu) Dipanaskan (sampai tercampur rata) Ditambahkan CO (Corn Oil) 175g/L Susu skim dipanaskan (T= 60 0 C) Dipanaskan sampai T= 60 0 C Diaduk Diblender (t= 10 menit) Gambar 4 Proses modifikasi susu emulsi minyak jagung dalam susu skim modifikasi Lobato-Calleros et al. (2003) Emulsi Minyak Jagung dalam Susu Skim dengan Whey Protein Concentrate (A3) Proses modifikasi emulsi minyak jagung dalam susu skim dengan whey protein concentrate terdiri atas tiga tahap, yaitu: Tahap 1 Persiapan Whey Protein Concentrate (WPC) Sebanyak 100 ml susu skim dipasteurisasi pada suhu 63±0,5 0 C selama 30 menit, kemudian didinginkan hingga 40 0 C. Susu pasteurisasi lalu dicampurkan dengan 15 gram WPC dengan menggunakan blender selama 1 menit. Larutan tersebut siap digunakan sebanyak 10 gram/l susu skim (Gambar 5). Susu skim 100 ml dipasteurisasi 63 0 C selama 30 menit Didinginkan (T= 40 0 C) Diblender 1 menit + WPC bubuk 15 g Siap Dipakai Diambil 10g/L Gambar 5 Proses persiapan WPC modifikasi Lobato-Calleros et al. (2001) 21
Tahap 2 Pembuatan Emulsi Minyak Jagung dalam Susu Skim Proses pembuatan bahan baku dalam tahap ini serupa dengan langkah penyiapan bahan baku pada perlakuan A2 (Gambar 5). Tween-60 + Span-60 + GMS (0,5 : 0,2 : 0,3) Dicampurkan (Total campuran 19,25 g/l susu) Dipanaskan (sampai tercampur rata) Ditambahkan CO (Corn Oil) 175g/L Susu skim dipanaskan (T= 60 0 C) Dipanaskan sampai T= 60 0 C Diaduk Diblender (t= 10 menit) Gambar 6 Proses persiapan emulsi minyak jagung dalam susu skim modifikasi Lobato-Calleros et al. (2003) Tahap 3 Pencampuran Emulsi Minyak Jagung dalam Susu Skim dengan WPC Pembuatan keju pada perlakuan A3, meliputi pencampuran antara 450ml susu dengan perlakuan A2 dan 450ml susu dengan penambahan WPC. Susu yang ditambahkan WPC menggunakan gellan gum sebanyak 0,8%/L. Pencampuran bahan tersebut dilakukan pada suhu 60 0 C, agar tidak terjadi penggumpalan pada awal pencampuran. Penambahan gellan gum pada suhu dibawah 60 0 C akan menggumpalkan susu tersebut. Susu Skim Ditambahkan ½ Emulsi Minyak Jagung Diblender (t=10 menit) Dipasteurisasi (T= 63 ± 0,5 0 C, t= 30 menit) Susu Skim Ditambahkan WPC 10 g/l Dipasteurisasi (T= 63 ± 0,5 0 C, t= 30 menit) Ditambahkan gellan gum 8g/L Dicampurkan (T=60 0 C) Gambar 7 Proses modifikasi susu emulsi minyak jagung dalam susu skim dengan penambahan WPC Susu Skim dalam Emulsi W 1 /O/W 2 (A4) A4 menggunakan emulsi ganda, yaitu emulsi Water-in-Oil-in- Water Multiple Emulsions (W 1 /O/W 2 ). Emulsi W 1 /O/W 2 merupakan suatu emulsi yang sangat cocok untuk pengembangan produk makanan rendah lemak 22
sebagai sistem yang terdiri dari air dalam fase yang efektif mengurangi fraksi massa lemak yang terjadi pada fase minyak dalam air (O/W) (Lobato et al. 2007). Gambar 8 Proses modifikasi susu emulsi WOW dalam susu skim modifikasi Lobato-Calleros (2008) Pembuatan emulsi W 1 /O/W 2 menggunakan inverter dengan kecepatan 1.500rpm untuk mencampur fase air/iwater (W) yang terdiri dari air, gellan gum, sorbitol, dan CMC (Carboxymethylselulose). Pengadukan dilakukan selama 10 menit. Pelarutan gellan gum dilakukan dengan menggunakan air panas dengan temperature lebih dari 70 0 C, karena gellan gum akan melarut sempurna pada suhu minimal 70 0 C. Fase selanjutnya yaitu fase minyak/oil (O), fase minyak terdiri atas minyak MCT yang dicampur dengan Tween-60. Pada fase ini dilakukan homogenisasi selama 10 menit, dengan kecepatan 1.500rpm. Selanjutnya adalah fase air dalam minyak/water-in-oil (WO). Fase ini terdiri atas pencampuran fase air/water (W) kedalam fase minyak/oil (O). Pada fase ini juga dilakukan homogenisasi selama 15 menit, dengan kecepatan 1.500rpm. Dilanjutkan homogenisasi dengan kecepatan 11.000rpm selama 10 menit, sehingga menghasilkan globula-globula yang lebih kecil. Proses selanjutnya adalah pembuatan fase air dalam minyak dalam air/water-in-oil-in-water (WOW). Fase ini terdiri atas pencampuran fase air dalam minyak/water-in-oil (WO) dengan larutan biopolimer yang terdiri dari CMC (Carboxymethylselulose). Fase WOW dihomogenisasi selama 5 menit dengan kecepatan 1.500 rpm. Selanjutnya dihomogenisasi selama 15 menit dengan kecepatan 11.000 rpm. Hasil pencampuran WOW menghasilkan emulsi cair dan berwarna putih susu. Setelah emulsi WOW terbentuk, langkah selanjutnya adalah mencampurkannya ke dalam susu skim untuk proses pembuatan keju selanjutnya. 23
Emulsi Minyak Jagung dalam Susu Skim dengan Penambahan Probiotik (A5) A5 menggunakan modifikasi bahan baku sama dengan perlakuan A2 yang ditambahkan probiotik (L. casei) sebagai usaha meningkatkan sifat fungsional keju serta dapat membentuk flavor yang lebih baik. Tween-60 + Span-60 + GMS (0,5 : 0,2 : 0,3) Dicampurkan (Total campuran 19,25 g/l susu) Dipanaskan (sampai tercampur rata) Ditambahkan CO (Corn Oil) 175g/L Dipanaskan sampai T= 60 0 C Susu skim dipanaskan (T= 60 0 C) Diaduk Diblender (t= 10 menit) Ditambahkan Probiotik (L. casei) 10ml/L Gambar 9 Proses modifikasi susu emulsi minyak jagung dalam susu skim dengan penambahan probiotik (L. casei) modifikasi Lobato-Calleros et al. (2003) Proses Pembuatan Keju Putih Rendah Lemak Tahap pembuatan keju rendah lemak adalah dengan melakukan pasteurisasi susu sapi yang telah dimodifikasi pada suhu pasteurisasi 63±0,5 0 C selama 30 menit. Selanjutnya adalah penambahan starter Streptococcus lactis sebanyak 1 ml/l susu skim dan CaCl 2 sebanyak 1,5 ml/l susu skim pada suhu 37 0 C. Penambahan rennet dilakukan pada suhu 37 0 C. Penelitian ini menggunakan ekstraksi rennet yang berasal dari kapang Mucor meihei. Pemilihan rennet yang berasal dari kapang dengan pertimbangan kehalalan, karena sebagian besar masyarakat Indonesia adalah muslim sehingga kehalalan produk perlu jelas, maka pemilihan rennet yang berasal dari tanaman adalah yang paling tepat. Rennet yang dipakai adalah rennet dari Marschall. Susu yang telah ditambah rennet dikoagulasi selama 30 menit. Setelah susu terkoagulasi sempurna dilakukan pemotongan pada curd. Tujuan pemotongan curd menurut Daulay (1991) adalah untuk membentuk ukuran curd menjadi lebih kecil dan menyeragamkan partikel, agar whey lebih mudah keluar, meningkatkan luas permukaan curd dan tekstur curd menjadi lebih keras. Selanjutnya dilakukan proses penyaringan dan penirisan untuk memisahkan curd dengan whey dan membentuk koagulum menjadi bentuk yang 24
lebih kompak. Curd kemudian diberi garam sebanyak 2% dari berat curd, kemudian dicetak sambil mengeluarkan whey selama 15 jam. Setelah diangkat dilakukan pemeraman selama 3 hari untuk dianalisis. Berikut ini merupakan diagram alir proses pembuatan keju putih rendah lemak. Susu Sapi Modifikasi* (A1, A2, A3, A4, A5) Dipasteurisasi (T= 63 ± 0,5 0 C, t= 30 ) Didinginkan (T= 37 ± 0,5 0 C) Ditambahkan CaCl 2 1,5 ml/l susu Ditambahkan Strepcococus lactis 1 ml/l susu Ditambahkan rennet 0,05 g/l susu Dikoagulasi (t= 30 ) Dipotong-potong ± 1 cm 3 Disaring (whey dikeluarkan ± 80%) Ditambahkan garam (2% berat curd) Diaduk rata Dicetak dalam round mold (t= 15 jam) Keju diangkat Dibungkus dengan aluminium foil Diperam (t= 3 hari) Siap dikonsumsi Gambar 10 Proses pembuatan keju putih rendah lemak * Susu sapi modifikasi: A1 = Lemak susu sapi diturunkan sampai 60%. A2 = Penggantian lemak susu dengan minyak nabati (minyak jagung) A3 = Penggantian lemak susu dengan minyak nabati (minyak jagung) dengan penambahan WPC. A4 = Emulsi WOW dalam susu skim A5 = Penggantian lemak susu dengan minyak nabati (minyak jagung) dengan penambahan probiotik (L. casei). Analisis Sifat Fisiko Kimia Keju putih rendah lemak dianalisis atas sifat fisik dan kimia. Sifat fisik yang dianalisis yaitu rendemen, tingkat kelembutan dan kekerasannya. Sifat kimia yang dianalisis meliputi kadar air (metode oven SNI 01-2891-1992), kadar protein (metode soxhlet SNI 01-2891-1992), kadar abu (metode tanur SNI 01-25
2891-1992), kadar fosfor (Apriyantono et al. 1989), kadar kalsium (Apriyantono et al. 1989) dan kadar lemak (metode Weibull SNI 01-2891-1992) keju putih rendah lemak. Uji Organoleptik Panelis yang terlibat dalam penelitian ini adalah panelis semi terlatih, yaitu peneliti dan teknisi di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Bogor. Panelis semi terlatih yang digunakan sebanyak 15-25 (Setyaningsih et al. 2010). Panelis diminta untuk menilai mutu hedonik dan hedonik terhadap tiga sampel. Sampel tersebut terdiri atas dua sampel terpilih dan satu kontrol. Sampel merupakan keju putih rendah lemak yang diperam selama tiga hari atau disebut sebagai white fresh cheese (keju putih segar tanpa pemeraman). Mutu Hedonik Uji mutu hedonik yang dilakukan pada penelitian ini meliputi tingkat kesukaan terhadap warna, tekstur, aroma, rasa, kekerasan, dan elastisitas. Atribut yang digunakan meliputi warna (sangat putih-kuning), aroma (sangat beraroma susu-sangat harum), tekstur (sangat halus-sangat kasar), rasa (sangat asin-sangat asam), kekerasan (sangat lembek-sangat keras), dan elastisitas (sangat elastis-sangat tidak elastis). Metode yang digunakan adalah skala numerik dengan skor 1 sampai dengan 5. Hedonik Uji hedonik dilakukan untuk mengetahui tingkat kesukaan konsumen terhadap atribut warna, tekstur, aroma, rasa, kekerasan, elastisitas, dan keseluruhan. Skala yang digunakan adalah 1-5 (sangat tidak suka-sangat suka). Nilai terbesar menunjukkan tingkat kesukaan panelis yang tertinggi terhadap suatu produk yang dinilai. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan tiga kali ulangan. Bentuk umum dari rancangan tersebut adalah: Yijk= μ + Ai + εijk Keterangan: Yij = nilai pengamatan respon karena taraf ke-i dari formulasi keju putih rendah lemak dengan berbagai jenis susu sapi modifikasi pada ulangan ke-j 26
μ = nilai rata-rata umum Ai = Pengaruh formulasi keju putih rendah lemak dengan berbagai jenis susu sapi modifikasi pada taraf ke-i εij = Galat penelitian karena pengaruh taraf ke-i formulasi keju putih rendah lemak dengan berbagai jenis susu sapi modifikasi dengan pengulangan kej i = formulasi keju putih rendah lemak dengan berbagai jenis susu sapi modifikasi (i=1,2,3,4,5) dimana : A 1 = Susu rendah lemak (lemak diturunkan sampai 60%) A 2 = Emulsi minyak jagung dalam susu skim (Diperoleh dari campuran pengemulsi yang dibuat dari polioksietilen sorbitan monostearat (TW- 60), sorbitan monostearat (span-60), gliserol monostearat (GMS (chitrol)), dengan rasio 0,5:0,2:0,3 dihitung berdasarkan nilai hydrophile lipophile balance (HLB) sebesar 9,3 (Lobato calleros et al. 2003 dalam Lobato Calleros et al. 2007) A 3 = Emulsi minyak jagung dalam susu skim (A2) dengan penambahan whey protein concentrate (WPC) A 4 = Susu skim + emulsi W 1 OW 2 A 5 = Emulsi minyak jagung dalam susu skim ditambah dengan probiotik (L. casei) J = banyaknya ulangan (j= 1,2,3) Pengolahan dan Analisis Data Data hasil uji organoleptik (hedonik/kesukaan dan mutu hedonik) dianalisis secara deskriptif menggunakan skor modus masing-masing perlakuan. Pengaruh perlakuan (formulasi keju putih rendah lemak dengan berbagai jenis susu modifikasi) terhadap penerimaan konsumen dan pengaruh formula keju putih rendah lemak dengan berbagai bahan baku susu sapi modifikasi terhadap sifat fisik (rendemen, kelembutan, dan kekerasan) serta sifat kimia (kadar air, kadar abu, protein, lemak, kalsium, dan fosfor) dianalisis dengan uji sidik ragam (ANOVA). Jika berbeda nyata, maka analisis dilanjutkan dengan uji Duncan. 27