v. hasil dan pembahasan 5.1 total bakteri asam laktat...
TRANSCRIPT
38
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Total Bakteri Asam Laktat (BAL) dan Bakteri Probiotik
Perhitungan BAL dan bakteri probiotik dilakukan terhadap kultur cair B.
bifidum, suspensi, dan minuman sinbiotik. Total bakteri asam laktat pada kultur
cair adalah sebesar 3,9x1010
CFU/mL. Total bakteri asam laktat tersebut
meningkat menjadi 4,7x1010
CFU/mL. Total bakteri probiotik yang terdapat pada
kultur cair adalah sebesar 1,7x1010
CFU/mL. Total bakteri probiotik tersebut
meningkat ketika menjadi suspensi yaitu sebesar 3,3x1010
CFU/mL.
Peningkatan total bakteri probiotik dari kultur cair hingga menjadi
suspensi disebabkan oleh pertumbuhan mikrobial dari bakteri B. bifidum. Tujuan
dari pembuatan suspensi adalah untuk memperbanyak jumlah koloni bakteri guna
menjadi minuman sinbiotik (Angelov et al., 2006). Suspensi dibuat dengan
menambahkan susu skim. Laktosa yang terdapat dalam susu skim akan digunakan
oleh bakteri sebagai sumber energi selama pertumbuhan pada saat inkubasi
sehingga jumlahnya akan meningkat (Triyono, 2010). Total bakteri probiotik yang
terdapat dalam suspensi memiliki jumlah yang lebih kecil jika dibandingkan
dengan total bakteri asam laktat karena bakteri probiotik merupakan bagian dari
bakteri asam laktat. Dengan demikian, totalnya akan lebih sedikit karena tidak
semua bakteri asam laktat termasuk jenis probiotik (Campana et al., 2017).
Bakteri probiotik merupakan bakteri yang dapat memberikan efek
kesehatan pada inang. Hal ini disebabkan karena sifatnya yang tahan terhadap
asam lambung dan garam empedu sehingga dapat mendominasi bakteri baik pada
39
saluran cerna (Kerry et al., 2018). Bakteri probiotik juga dapat menghasilkan
asam-asam organik dan menghambat bakteri patogen (Ooi et al., 2015).
Total bakteri asam laktat dan bakteri probiotik perlu diketahui untuk
memastikam bahwa suspensi B. bifidum yang akan dicampurkan pada minuman
sinbiotik melibihi jumlah standar. Standar Nasional Indonesia 2891-2009
menyebutkan bahwa jumlah BAL yang harus dipenuhi dalam produk yoghurt
adalah sebesar 7 Log CFU/mL atau 107 CFU/mL. Total BAL dan bakteri probotik
yang terdapat pada suspensi telah melebihi standar yaitu sebesar 4,7x1010
CFU/mL dan 3,3x1010
CFU/mL.
Berdasarkan hasil pengujian, minuman sinbiotik yang disimpan pada suhu
15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC mengalami penurunan total BAL. Data total
BAL selama penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 1. Total Bakteri Asam Laktat Pada Suhu 15ºC±5ºC
Waktu (Jam) Total Bakteri
(CFU/mL)
Log CFU/mL
0 4,4x1010
10,64
24 3,8x1010
10,58
48 3,1x1010
10,49
72 2,5x1010
10,40
96 2,0x1010
10,30
120 1,5x1010
10,18
144 9,5x109 9,98
168 7,2x109 9,86
Berdasarkan Tabel 3 dan Tabel 4, suhu penyimpanan 15ºC hari ke 7 (jam
ke-168) jumlah bakteri asam laktat yang dihasilkan adalah sebesar 7,2x109
CFU/mL, sedangkan pada suhu penyimpanan 25°C jam ke-24 menghasilkan nilai
sebesar 7,1x109
CFU/mL, dan pada suhu penyimpanan 35ºC jam ke-24 dapat
40
menghasilkan nilai sebesar 3,9x109 CFU/mL. Tabel 3 menunjukkan bahwa
penurunan BAL berlangsung signifikan pada hari ke-6 (jam ke-144), dari jumlah
awal 1010
menjadi 9,5x109 CFU/mL. Berdasarkan Tabel 4, minuman yang
disimpan pada suhu 25oC dan 35
oC mengalami penurunan BAL secara signifikan
pada jam ke-10 masing-masing menjadi 9,7x109 CFU/mL dan 5,1x 10
9 CFU/mL.
Tabel 2. Total Bakteri Asam Laktat Pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC
Waktu
(Jam)
Total Bakteri (CFU/mL) Log CFU/mL
25oC 35
oC 25
oC 35
oC
0 3,5x1010
4,0x1010
10,54 10,60
2 3,3x1010
3,5x1010
10,52 10,54
4 3,0x1010
2,3x1010
10,48 10,36
6 2,4x1010
1,7x1010
10,38 10,23
8 1,1x1010
1,1x1010
10,04 10,04
10 9,7x109 5,1x10
9 9,99 9,71
24 7,1x109 3,9x10
9 9,85 9,59
Penurunan BAL tersebut diduga disebabkan karena nutrisi pertumbuhan
telah berkurang. Hal ini disebabkan karena bakteri akan terus melakukan
metabolisme sehingga nutrisi menjadi berkurang dan jumlah bakteri akan semakin
menurun (Kiani et al., 2008). Menurut Dave dan Shah (1997), suhu juga
merupakan salah satu faktor yang memengaruhi pertumbuhan bakteri dalam suatu
produk.
Suhu penyimpanan yang lebih rendah menyebabkan laju pertumbuhan
berlangsung secara lambat, sedangkan suhu penyimpanan yang mendekati suhu
optimal pertumbuhan bakteri akan mempercepat laju pertumbuhan sehingga
penurunan BAL akan semakin cepat. Menurut Rizqiati et al. (2008), penyimpanan
pada suhu tinggi juga dapat mempercepat laju kerusakan, dalam penelitian ini
ditandai dengan penurunan jumlah bakteri.
41
Berdasarkan data pada Tabel 3 dan Tabel 4, penurunan total BAL dapat
diplotkan pada grafik seperti pada Gambar 9 dan Gambar 10 sehingga diperoleh
persamaan seperti pada Tabel 5.
Gambar 1. Grafik Total BAL pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama
Penyimpanan
Gambar 2. Grafik Total BAL pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC terhadap
Lama Penyimpanan
Tabel 3. Persamaan Regresi Total BAL terhadap Lama Penyimpanan
Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r
15ºC±5ºC y = -0,0047x + 10,701 0,9749 0,987
25ºC±5ºC y = -0,0317x + 10,502 0,7644 0,874
35ºC±5ºC y = -0,0443x + 10,496 0,8000 0,894
y = -0,0047x + 10,701
R² = 0,9749
9,80
9,90
10,00
10,10
10,20
10,30
10,40
10,50
10,60
10,70
10,80
0 50 100 150 200
Tota
l B
AL
(L
og C
FU
/mL
)
Waktu (Jam)
Suhu 15ºC
Linear (Suhu 15ºC)
y = -0,0317x + 10,502
R² = 0,7644
y = -0,0443x + 10,496
R² = 0,8
9,20
9,40
9,60
9,80
10,00
10,20
10,40
10,60
10,80
0 10 20 30
Tota
l B
AL
(L
og C
FU
/mL
)
Waktu (Jam)
Suhu 25ºC
Suhu 35ºC
Linear (Suhu 25ºC)
Linear (Suhu 35ºC)
42
Berdasarkan Tabel 5 diketahui bahwa penyimpanan minuman sinbiotik
pada suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r (koefisien korelasi)
yang mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,87-0,99 (87%-99%). Nilai koefisien
korelasi teresebut menunjukkan bahwa total BAL dengan lama penyimpanan
memiliki keeratan hubungan yang sangat kuat. Selisih 1%-13% yang tersisa
dipengaruhi oleh variabel lain seperti RH dan suhu penyimpanan. Hal ini sesuai
dengan pertumbuhan BAL yang terlihat pada Gambar 9 dan Gambar 10 bahwa
jumlah BAL mengalami penurunan setelah 24 jam dengan suhu penyimpanan
15ºC±5ºC, sedangkan penurunan BAL mulai terjadi setelah 2 jam penyimpanan
pada suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC. Menurut Adam dan Moss (2008), faktor
pertumbuhan bakteri terdiri dari faktor intrinsik (nutrisi, pH, faktor tumbuh
inhibitor) dan faktor ekstrinsik (kondisi lingkungan penyimpanan). Nilai slope
menyatakan penurunan total BAL selama penyimpanan akan menurun sebesar
0,00%-0,04%.
Sama halnya dengan BAL, bakteri probiotik juga mengalami penurunan
selama penyimpanan pada suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC. Data total
bakteri probiotik selama penyimpanan pada suhu 15ºC±5ºC dapat dilihat pada
Tabel 6. Berdasarkan Tabel 6, total bakteri probiotik menunjukkan penurunan
yang signifikan sejak penyimpanan hari ke-1 (jam ke-24) dari 3,2x1010
CFU/mL
menjadi 6,8x109 CFU/mL. Bakteri probiotik kemudian mengalami penurunan
secara signifikan kembali ketika mencapai penyimpanan hari ke-6 (jam ke-144)
yaitu menjadi 9,1x108CFU/mL. Penurunan bakteri probiotik selama penyimpanan
43
pada suhu 15oC berdasarkan Tabel 6, berlangsung secara lambat jika
dibandingkan dengan penyimpanan pada suhu 25oC dan 35
oC pada Tabel 7.
Tabel 4. Total Bakteri Probiotik Pada Suhu 15ºC±5ºC
Waktu (Jam) Total Bakteri
(CFU/mL)
Log CFU/mL
0 3,2x1010
10,51
24 6,8x109 9,83
48 5,3x109 9,72
72 3,6x109 9,56
96 2,6x109 9,41
120 2,0x109 9,30
144 9,1x108 8,96
168 7,2x108 8,86
Tabel 5. Total Bakteri Probiotik Pada Suhu Penyimpanan 25ºC±5ºC dan
35ºC±5ºC
Waktu
(Jam)
Total Bakteri (CFU/mL) Log CFU/mL
25oC 35
oC 25
oC 35
oC
0 3,1x1010
3,0x1010
10,49 10,48
2 2,8x1010
2,7x1010
10,45 10,43
4 2,6x1010
1,8x109 10,41 9,26
6 4,6x109 1,3x10
9 9,66 9,11
8 4,0x109 9,5x10
8 9,60 8,98
10 2,5x109 6,2x10
8 9,40 8,79
24 1,3x109 3,4x10
8 9,11 8,53
Berdasarkan Tabel 7, bakteri probiotik pada suhu penyimpanan 25oC telah
mengalami penurunan secara signifikan pada jam ke-6 yaitu menjadi 4,7x109
CFU/mL. Bakteri probiotik pada suhu penyimpanan 35oC mengalami penurunan
secara signifikan lebih cepat yaitu terjadi pada jam ke-4 menjadi 2,0x109 CFU/mL
dan mengalami penurunan kembali pada jam ke-10 yaitu menjadi 8,5x108
CFU/mL.
Berdasarkan Tabel 6 dan Tabel 7, dapat dilihat bahwa penurunan bakteri
probiotik terjadi lebih cepat pada suhu penyimpanan yang lebih tinggi. Pada suhu
44
penyimpanan 15ºC hari ke-7 (jam ke-168) jumlah bakteri probiotik sebesar
7,2x108 CFU/mL, sedangkan pada suhu penyimpanan 25ºC jam ke-24
menghasilkan nilai sebesar 1,3x109
CFU/mL, dan pada suhu penyimpanan 35ºC
jam ke-24 dapat menghasilkan nilai sebesar 3,4x108 CFU/mL.
Data yang terdapat pada Tabel 6 dan Tabel 7 diplotkan pada grafik antara
suhu dan lama penyimpanan seperti yang terlihat pada Gambar 11 dan Gambar 12
sehingga diperoleh persamaan regresi pada Tabel 8. Penyimpanan minuman
sinbiotik pada suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r yang
mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,78-0,96 (78%-96%). Nilai r (koefisien korelasi)
teresebut menunjukkan bahwa total bakteri probiotik dengan lama penyimpanan
memiliki keeratan hubungan yang sangat kuat. Sama halnya dengan bakteri asam
laktat, selisih nilai keeratan sebesar 4%-22% pada bakteri probiotik dipengaruhi
oleh faktor intrinsik, faktor ekstrinsik, faktor pengolahan pangan, dan faktor
implisit. Nilai slope menyatakan penurunan total bakteri probiotik selama
penyimpanan akan menurun sebesar 0,00%-0,08%.
Pertumbuhan bakteri berdasarkan Gambar 11 menunjukkan adanya
penurunan jumlah bakteri secara signifikan setelah 24 jam penyimpanan,
sedangkan berdasarkan Gambar 12 jumlah bakteri probiotik mulai mengalami
penurunan setelah 2 jam penyimpanan. Perbedaan kecepatan penurunan bakteri
probiotik disebabkan karena perbedaan suhu penyimpanan yang digunakan. Suhu
penyimpanan yang lebih tinggi akan meningkatkan kecepatan metabolisme dan
pertumbuhan berlangsung lebih cepat. Dengan demikian, jumlah nutrisi akan
45
berkurang dan penurunan jumlah bakteri akan berlangsung cepat (Kiani et al.,
2008).
Gambar 3. Grafik Total Probiotik pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama
Penyimpanan
Gambar 4. Grafik Total Probiotik pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC
terhadap Lama Penyimpanan
Tabel 6. Persamaan Regresi Total Bakteri Probiotik terhadap Lama
Penyimpanan
Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r
15ºC±5ºC y = -0,0086x + 10,240 0,9273 0,963
25ºC±5ºC y = -0,0612x + 10,348 0,7387 0,859
35ºC±5ºC y = -0,0760x + 9,9546 0,6048 0,778
y = -0,0086x + 10,24
R² = 0,9273
8,60
8,80
9,00
9,20
9,40
9,60
9,80
10,00
10,20
10,40
10,60
0 50 100 150 200
Tota
l B
ak
teri
Pro
bio
tik
(L
og
CF
U/m
L)
Waktu (Jam)
Suhu 15°C
Linear (Suhu 15°C)
y = -0,0612x + 10,348
R² = 0,7387
y = -0,076x + 9,9546
R² = 0,6048
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
0 10 20 30
Tota
l B
ak
teri
Pro
bio
tik
(L
og
CF
U/m
L)
Waktu (Jam)
Suhu 25°C
Suhu 35°C
Linear (Suhu 25°C)
Linear (Suhu 35°C)
46
Menurut (Kailasapathy et al., 2011) B. bifidum akan lebih cepat tumbuh
pada suhu optimalnya yaitu 37°C-41oC. Hal ini sesuai dengan hasil yang
diperoleh yaitu minuman sinbiotik yang disimpan pada suhu 35ºC mengalami
pertumbuhan B. bifidum yang lebih cepat. Berbeda dengan penyimpanan
minuman sinbiotik yang disimpan pada suhu 15°C pertumbuhan B. bifidum
terlihat lebih lambat akibat aktivitas metabolisme bakteri yang berjalan lambat
(Meena et al., 2014), selain itu B. bifidum juga akan lebih sulit untuk tumbuh di
bawah batas suhu optimalnya yaitu 22ºC. Hal ini dibuktikan dengan penyimpanan
minuman sinbiotik pada suhu 25ºC menghasilkan pertumbuhan bakteri yang lebih
cepat dari penyimpanan pada suhu 15°C.
5.2 Nilai pH
Derajat keasaman minuman sinbiotik dapat menunjukkan keasaman dari
minuman sinbiotik yang melibatkan bakteri asam laktat maupun bakteri probiotik.
Minuman sinbiotik ini memiliki nilai pH awal yang mendekati netral seperti yang
terlihat pada Tabel 9 dan Tabel 10. Hal ini dipengaruhi oleh penambahan bakteri
B. bifidum yang tumbuh dengan baik pada pH 5,5-7 (Chramostová et al., 2014).
Tabel 7. Nilai pH Minuman Sinbiotik Suhu 15ºC±5ºC
Waktu (Jam) pH
0 6,8
24 6,7
48 6,4
72 5,5
96 4,6
120 4,5
144 4,4
168 4,1
47
Tabel 8. Nilai pH Minuman Sinbiotik Suhu 25ºC±5ºC dan Suhu 35ºC±5ºC
Waktu (Jam) pH
25oC 35
oC
0 6,7 6,9
2 6,5 6,8
4 6,5 6,6
6 6,4 6,4
8 5,8 5,3
10 5,5 4,7
24 4,2 3,0
Berdasarkan Tabel 9 dan Tabel 10, dapat dilihat bahwa semakin tinggi
suhu penyimpanan maka penurunan nilai pH akan berlangsung semakin cepat
karena dipengaruhi oleh suhu optimal pertumbuhan bakteri (Chramostová et al.,
2014). Hal ini dapat disebabkan karena pembentukan asam laktat berlangsung
secara optimal. B. bifidum yang ditambahkan pada minuman akan mengubah
nutrisi menjadi lebih sederhana dan menghasilkan asam laktat (Umam et al.,
2012).
Menurut Widowati dan Misgiyarta (2002), mekanisme pembentukan asam
laktat dimulai dari pemecahan substrat menjadi gula sederhana menghasilkan
energi untuk aktivitas bakteri dan probiotik sehingga dihasilkan asam laktat.
Semakin banyak asam laktat yang terbentuk maka semakin rendah pH yang
diperoleh. Dalam keadaan tersebut ion H+ yang dihasilkan semakin meningkat
menyebabkan nilai pH yang semakin rendah dan menghasilkan rasa asam pada
produk.
Berdasarkan Tabel 10 diketahui bahwa penyimpanan pada suhu 35oC dan
25oC dalam 24 jam dapat menghasilkan pH 3,0 dan pH 4,2, sedangkan
berdasarkan Tabel 9 penyimpanan pada suhu 15oC untuk menghasilkan pH 4,1
48
dibutuhkan lama penyimpanan selama 7 hari (168 jam). Hal ini sesuai dengan
penelitian yang dilakukan oleh Schlabitz et al. (2015), selama penyimpanan dalam
lemari pendingin perubahan pH minuman susu fermentasi sinbiotik akan terjadi
secara lambat. Menurut (Angelov et al., 2006) minuman probiotik berbahan
serealia akan mengalami pembentukan asam secara signifikan setelah 8 jam.
Martensson et al. (2002) menyebutkan bahwa salah satu bakteri probiotik yaitu
Lactobacillus plantarum dalam minuman sinbiotik dapat menghasilkan pH hingga
3,9 setelah 16 jam.
Data yang diperoleh dari Tabel 9 dan Tabel 10 diplotkan pada grafik yang
terdapat pada Gambar 13 dan Gambar 14 sehingga diperoleh persamaan seperti
pada Tabel 11.
Gambar 5.Grafik Nilai pH pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama
Penyimpanan
y = -0,0184x + 6,9167
R² = 0,9265
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
pH
Waktu (Jam)
49
Gambar 6. Grafik Nilai pH pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC terhadap
Lama Penyimpanan
Tabel 9. Persamaan Regresi Nilai pH terhadap Lama Penyimpanan
Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r
15ºC±5ºC y = -0,0184x + 6,9167 0,9265 0,9626
25ºC±5ºC y = -0,1089x + 6,7828 0,9659 0,9828
35ºC±5ºC y = -0,1752x + 7,0226 0,9391 0,9691
Berdasarkan Tabel 11 diketahui bahwa nilai pH minuman sinbiotik pada
suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r (koefisien korelasi) yang
mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,96-0,98 (96%-98%). Nilai koefisien korelasi
tersebut menunjukkan bahwa nilai pH dengan lama penyimpanan memiliki
keeratan hubungan yang sangat kuat. Nilai slope menyatakan penurunan nilai pH
selama penyimpanan akan menurun sebesar 0,02%-0,18%.
5.3 Viskositas
Viskositas merupakan kekentalan suatu bahan. Viskositas minuman
sinbiotik dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah jenis kultur,
penggunaan suhu, dan penggunaan penstabil (Sawitri, 2008). Berdasarkan
y = -0,1089x + 6,7828
R² = 0,9659
y = -0,1752x + 7,0226
R² = 0,9391
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25 30
pH
Waktu (Jam)
Suhu 25°C
Suhu 35°C
Linear (Suhu
25°C)Linear (Suhu
35°C)
50
penelitian yang telah dilakukan, minuman sinbiotik yang dibuat menunjukkan
adanya endapan tepung sorgum yang tidak terlarut sempurna. Untuk mengetahui
karakteristik kekentalan dari minuman sinbiotik dilakukan pengamatan viskositas
selama penyimpanan yang dapat dilihat pada Tabel 12 dan Tabel 13.
Tabel 10. Viskostas Minuman Sinbiotik Suhu 15ºC±5ºC
Waktu (Jam) Viskositas (mPas)
0 27
24 30
48 35
72 40
96 59
120 75
144 78
168 90
Tabel 11. Viskositas Minuman Sinbiotik Suhu 25ºC±5ºC dan Suhu 35ºC±5ºC
Waktu (Jam) Viskositas (mPas)
25oC 35
oC
0 24 25
2 25 30
4 29 32
6 33 36
8 38 43
10 42 62
24 45 116
Berdasarkan Tabel 12 dan Tabel 13 diketahui bahwa viskositas minuman
sinbiotik mengalami kenaikan selama penyimpanan pada ketiga suhu
penyimpanan. Viskositas yang tinggi menandakan kekentalan yang semakin
meningkat. Kenaikan viskositas ini dipengaruhi oleh penggunaan bakteri asam
laktat yang berperan dalam menghasilkan asam laktat. Asam laktat yang
dihasilkan akan menurunkan nilai pH minuman dan penurunannya akan semakin
besar jika disimpan pada suhu yang lebih tinggi (Sawitri et al., 2008). Hal
51
tersebut sesuai dengan nilai pH minuman sinbiotik yang diperoleh yaitu semakin
menurun. Menurut Saint-Eve et al. (2008), asam yang terbentuk dari metabolisme
bakteri akan meningkatkan viskositas produk karena jaringan protein menjadi
semakin kuat. Protein pada minuman sinbiotik akan terkoagulasi sehingga
membentuk gumpalan.
Data yang terdapat pada Tabel 12 dan Tabel 13 diplotkan pada grafik
seperti yang terlihat pada Gambar 15 dan Gambar 16. Kemudian diperoleh
persamaan seperti pada Tabel 14.
Gambar 7. Grafik Viskositas pada Suhu 15ºC±5ºC terhadap Lama
Penyimpanan
Gambar 8. Grafik Viskositas pada Suhu 25ºC±5ºC dan 35ºC±5ºC terhadap
Lama Penyimpanan
y = 0,4067x + 20,083
R² = 0,9531
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Vis
kosi
tas
(mP
as)
Waktu (Jam)
y = 0,9157x + 26,651
R² = 0,7808
y = 3,9488x + 18,681
R² = 0,9717 0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30
Vis
kosi
tas
(mP
as)
Waktu (Jam)
Suhu 25°C
Suhu 35°C
Linear (Suhu 25°C)
Linear (Suhu 35°C)
52
Tabel 12. Persamaan Regresi Viskositas terhadap Lama Penyimpanan
Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r
15ºC±5ºC y = 0,4067x + 20,083 0,9531 0,9762
25ºC±5ºC y = 0,9157x + 26,651 0,7808 0,8836
35ºC±5ºC y = 3,9488x + 18,681 0,9717 0,9857
Berdasarkan Tabel 14 diketahui bahwa viskositas minuman sinbiotik pada
suhu 15ºC±5ºC, 25ºC±5ºC, 35ºC±5ºC memiliki nilai r (koefisien korelasi) yang
mendekati nilai 1 yaitu sebesar 0,88-0,99 (88%-99%). Nilai koefisien korelasi
teresebut menunjukkan bahwa viskositas dengan lama penyimpanan memiliki
keeratan hubungan yang sangat kuat. Nilai slope menyatakan peningkatan
viskositas selama penyimpanan akan meningkat sebesar 0,41%-3,95%.
Menurut Makfoeld (2008), kenaikan viskositas juga dapat disebabkan oleh
koagulasi protein. Kandungan protein pada tepung sorgum dalam pembuatan
minuman sinbiotik adalah sebesar 10%-12%. Menurut Triyono (2010) susu skim
mengandung kasein yang merupakan protein utama susu dalam kondisi asam
menjadi tidak stabil dan akan terkoagulasi menjadi gel. Terkoagulasinya protein
akan menyebabkan meningkatnya viskositas. Hal tersebut sesuai dengan data
yang diperoleh yaitu viskositas minuman sinbiotik mengalami peningkatan
selama penyimpanan.
5.4 Pendugaan Umur Simpan
Pendugaan umur simpan minuman sinbiotik ini dilakukan dengan metode
ASLT model Arrhenius menggunakan 3 suhu penyimpanan yaitu 15±5oC,
25±5oC, dan 35±5
oC. Masing-masing kriteria pengamatan dihitung dan ditentukan
ordo reaksi yang berlangsung di dalamnya. Berdasarkan ordo reaksi yang terpilih
53
akan diperoleh persamaan regresi untuk mengetahui konstanta laju reaksi.
Selanjutnya dapat dilakukan perhitungan Arrhenius dan diperoleh umur simpan
produk minuman sinbiotik.
5.4.1 Penentuan Ordo Reaksi
Tahap pertama untuk menduga umur simpan adalah menentukan ordo
reaksi yang berlangsung pada setiap suhu penyimpanan. Data yang diperoleh
selama pengamatan diplotkan pada grafik untuk memperoleh persamaan
regresinya. Grafik total bakteri probiotik dapat dilihat pada Gambar 17 dan 18.
Berdasarkan grafik pada Gambar 17 dan Gambar 18 diperoleh persamaan regresi
pada masing-masing suhu penyimpanan. Nilai slope dari masing-masing suhu
penyimpanan berbeda-beda, suhu penyimpanan 15ºC menghasilkan nilai sebesar -
1x108, suhu penyimpanan menghasilkan nilai sebesar 25
oC sebesar -6x10
9, dan
suhu penyimpanan menghasilkan nilai sebesar 35oC sebesar -5x10
9. Tanda negatif
(-) menandakan bahwa data mengalami penurunan selama penyimpanan.
Gambar 9. Grafik Bakteri Probiotik Suhu 15ºC±5ºC Ordo 0
y = -1E+08x + 2E+10
R² = 0,5268
-10000000000
-5000000000
0
5000000000
10000000000
15000000000
20000000000
25000000000
30000000000
35000000000
0 50 100 150 200Tota
l B
ak
teri
Pro
bio
tik
(CF
U/m
L)
Waktu (Jam)
3,5x1010
3x1010
2,5x1010
2x1010
1,5x1010
1x1010
5x109
0
-5x109
-1x1010
y = -1x108x + 2x1010
R2 = 0,5268
54
Gambar 10. Grafik Bakteri Probiotik Suhu 25°C±5ºC dan Suhu 35°C±5ºC
Ordo 0
Selanjutnya dibuat grafik Ln sebagai sumbu y terhadap waktu sebagai
sumbu x utuk mengetahui persamaan ordo 1 untuk membandingkan nilai
koefisien determinasi (R2). Grafik bakteri probiotik dengan ordo 1 dapat dilihat
pada Gambar 19 dan 20.
Gambar 11. Grafik Ln Bakteri Probiotik Suhu 15°C±5ºC Ordo 1
y = -1E+09x + 2E+10
R² = 0,5366
y = -1E+09x + 2E+10
R² = 0,3642
-10000000000
-5000000000
0
5000000000
10000000000
15000000000
20000000000
25000000000
30000000000
35000000000
0 10 20 30
Tota
l B
ak
teri
Pro
bio
tik
(C
FU
/mL
)
Waktu (Jam)
Suhu 25°C
Suhu 35°C
Linear (Suhu
25°C)
Linear (Suhu
35°C)
3,5x1010
3x1010
2,5x1010
2x1010
1,5x1010
1x1010
5x109
0
-5x109
-1x1010
y = -1x109x + 2x1010
R2 = 0,5366
y = -1x109x +2x1010
R2 = 0,3642
y = -0,0198x + 23,579
R² = 0,9273
20,00
20,50
21,00
21,50
22,00
22,50
23,00
23,50
24,00
24,50
0 50 100 150 200
Tota
l B
ak
teri
Pro
bio
tik
(L
n C
FU
/mL
)
Waktu (Jam)
Suhu 15°C
Linear (Suhu 15°C)
55
Gambar 12. Grafik Ln Bakteri Probiotik Suhu 25°C±5ºC dan Suhu
35°C±5ºC Ordo 1
Berdasarkan persamaan regresi yang dihasilkan pada kedua ordo,
diperoleh koefisien determinasi (R2) pada masing-masing perlakuan suhu
penyimpanan. Penentuan ordo reaksi dapat dilakukan dengan membandingkan R2
dan memilih ordo pada R2 yang dominan. Perbandingan nilai R
2 pada masing-
masing ordo dapat dilihat pada Tabel 15.
Tabel 13. Penentuan Ordo Reaksi
No Parameter Suhu R2 Ordo 0 R
2 Ordo 1
1 Probiotik 15oC±5
oC 0,7780 0,9273
25oC±5
oC 0,5042 0,7387
35oC±5
oC 0,6368 0,6084
2 Bakteri Asam Laktat 15oC±5
oC 0,9896 0,9749
25oC±5
oC 0,6857 0,7644
35oC±5
oC 0,6510 0,8000
3 pH 15oC±5
oC 0,9265 0,9353
25oC±5
oC 0,9659 0,9720
35oC±5
oC 0,9391 0,9651
4 Viskositas 15oC±5
oC 0,9531 0,9676
25oC±5
oC 0,7808 0,7375
35oC±5
oC 0,9717 0,9633
y = -0,141x + 23,827
R² = 0,7387
y = -0,1749x + 22,921
R² = 0,6048
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
0 10 20 30
Tota
l B
ak
teri
Pro
bio
tik
(L
n C
FU
/mL
)
Waktu (Jam)
Suhu 25°C
Suhu 35°C
Linear (Suhu 25°C)
Linear (Suhu 35°C)
56
Berdasarkan Tabel 15, diketahui bahwa nilai koefisien determinasi (R2)
pada bakteri probiotik, bakteri asam laktat, dan pH dominan mendekati nilai 1
pada ordo reaksi 1. Menurut Labuza (1982) dikutip Arpah (2001), laju penurunan
mutu produk pangan akibat aktivitas mikroorganisme, seperti pertumbuhan
mikroorganisme, kematian mikroorganisme akibat panas, dan off flavor oleh
mikroorganisme akan mengikuti kinetika ordo satu. Berbeda dengan nilai
viskositas minuman yang memiliki nilai R2 dominan mendekati 1 pada ordo
reaksi 0.
5.4.2 Konstanta Laju Reaksi
Berdasarkan ordo yang terpilih didapat persamaan regresi untuk
perhitungan nilai k (konstanta laju reaksi). Ordo yang terpilih menghasilkan
persamaan regresi pada masing-masing suhu penyimpanan pada setiap
parameternya. Masing-masing kriteria pengamatan menghasilkan persamaan
regresi seperti pada Tabel 16.
Tabel 14. Persamaan Regresi
No Parameter Ordo Suhu Persamaan Regresi Slope Intercept
1 Probiotik 1 15oC y = -0,0198x + 23,579 -0,0198 23,5790
25oC y = -0,1410x + 23,827 -0,1410 23,8270
35oC y = -0,1749x + 22,921 -0,1749 22,9210
2 BAL 1 15oC y = -0,0109x + 24,641 -0,0109 24,6410
25oC y = -0,0730x + 24,181 -0,0730 24,1810
35oC y = -0,1020x + 24,167 -0,1020 24,1670
3 pH 1 15oC y = -0,0034x + 1,9495 -0,0034 1,9495
25oC y = -0,0204x + 1,9286 -0,0204 1,9286
35oC y = -0,0373x + 1,9883 -0,0373 1,9883
4 Viskositas 0 15oC y = 0,4067x + 20,083 0,4067 20,0830
25oC y = 0,9157x + 26,651 0,9157 26,6510
35oC y = 3,9488x + 18,681 3,9488 18,6810
57
Berdasarkan Tabel 16 nilai slope yang diperoleh sama dengan konstanta
laju reaksi (nilai k). Nilai k sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu yang tinggi akan
menyebabkan reaksi berjalan lebih cepat dan nilai k yang dihasilkan akan lebih
besar. Arpah (2001) menyebutkan bahwa nilai k adalah laju kinetik konstan
selama penyimpanan akibat adanya pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi.
Nilai k tertinggi dihasilkan pada suhu penyimpanan 35oC. Suhu penyimpanan
yang tinggi akan mempercepat reaksi yang dapat menyebabkan kerusakan pada
suatu produk (Syarief dan Halid, 1993).
Nilai k yang diperoleh selanjutnya akan diubah menjadi nilai ln k dan suhu
penyimpanan dalam Celcius dikonversi menjadi 1/T dalam Kelvin untuk
diplotkan pada grafik Arrhenius yaitu ln k (sumbu y) terhadap 1/T (sumbu x).
Komponen perhitungan yang dibutuhkan untuk memplotkan grafik Arrhenius
dapat dilihat pada Tabel 17. Selanjutnya dapat dibuat grafik Arrhenius pada
masing-masing kriteria pengamatan seperti pada Gambar 21, Gambar 22, Gambar
23, dan Gambar 24.
Tabel 15. Hasil Konversi Nilai k dan T
No. Parameter Suhu Suhu (T) 1/T k Ln k
1 Probiotik 15oC±5
oC 288 K 0,0035 0,0198 -3,9234
25oC±5
oC 298 K 0,0034 0,1410 -1,9592
35oC±5
oC 308 K 0,0032 1,1749 -1,7433
2 BAL 15oC±5
oC 288 K 0,0035 0,0109 -4,5190
25oC±5
oC 298 K 0,0034 0,0730 -2,6173
35oC±5
oC 308 K 0,0032 0,1020 -2,2828
3 pH 15oC±5
oC 288 K 0,0035 0,0034 -5,6803
25oC±5
oC 298 K 0,0034 0,0204 -3,8931
35oC±5
oC 308 K 0,0032 0,0373 -3,2897
4 Viskositas 15oC±5
oC 288 K 0,0035 0,4067 -0,8997
25oC±5
oC 298 K 0,0034 0,9157 -0,0881
35oC±5
oC 308 K 0,0032 3,9488 1,3734
58
Gambar 13. Grafik Arrhenius Total Bakteri Probiotik
Gambar 14. Grafik Arrhenius Total BAL
Gambar 15. Grafik Arrhenius pH
y = -9752,3x + 30,208
R² = 0,838
-4,5000
-4,0000
-3,5000
-3,0000
-2,5000
-2,0000
-1,5000
-1,0000
-0,5000
0,0000
0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035L
n k
1/T
y = -9992x + 30,416
R² = 0,8725
-5,0000
-4,5000
-4,0000
-3,5000
-3,0000
-2,5000
-2,0000
-1,5000
-1,0000
-0,5000
0,0000
0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035
Ln
k
1/T
y = -10658x + 31,504
R² = 0,9344
-6,0000
-5,0000
-4,0000
-3,0000
-2,0000
-1,0000
0,0000
0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035
Ln
k
1/T
59
Gambar 16. Grafik Arrhenius Viskositas
Berdasarkan Gambar 21, Gambar 22, Gambar 23, dan Gambar 24,
diperoleh persamaan regresi pada masing-masing kriteria pengamatan. Slope yang
dihasilkan merupakan -Ea/R, sedangkan intersep yang diperoleh merupakan nilai
ln k0 (konstanta tidak tergantung oleh suhu). Berdasarkan persamaan tersebut
diperoleh nilai k yang dapat digunakan untuk mengetahui umur simpan pada
berbagai suhu penyimpanan. Perhitungan nilai k dapat dilakukan dengan
menggunakan persamaan:
ln k = ln k0-(
) (
)
Contoh perhitungan nilai k untuk total bakteri probiotik suhu 4oC adalah sebagai
berikut:
ln k = -9752,3 (
) + 30,208
ln k = -9752,3 (
) + 30,208
ln k = -4,9989
k = 0,0067
y = -10046x + 33,864
R² = 0,9669 -1,5000
-1,0000
-0,5000
0,0000
0,5000
1,0000
1,5000
0,0032 0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035
Ln
k
1/T
60
5.4.3 Energi Aktivasi (Ea)
Nilai energi aktivasi (Ea) dapat diperoleh dari slope yang dihasilkan pada
grafik hubungan antara ln k dengan 1/T. Nilai Ea dapat diketahui dengan
mengalikan nilai tetapan gas. Contoh perhitungan nilai Ea pada kriteria
pengamatan total bakteri probiotik adalah sebagai berikut:
slope = -Ea/R
Ea = -slope x R
Ea = -(-9752,30) x1,9872x10-3
kkal/mol.K
Ea = 19,3798 kkal/mol
Energi aktivasi merupakan energi minimum yang di butuhkan untuk
melangsungkan suatu reaksi (Labuza, 1982). Energi aktivasi digolongkan menjadi
tiga yaitu (1) kecil (Ea 2-15 kkal/mol), sedang (Ea 15-30 kkal/mol), dan besar (Ea
50-100 kkal/mol) (Sadler, 1987). Nilai Ea yang dihasilkan pada masing-masing
kriteria pengamatan dapat dilihat pada Tabel 18.
Tabel 16. Nilai Energi Aktivasi
No Parameter Persamaan Slope (-Ea/R) Ea (kkal/mol)
1 Probiotik y = -9752,3x+ 30,208 -9752,3 19,3798
2 BAL y = -9992,0x+ 30,416 -9992,0 19,8561
3 pH y = -10658x + 31,504 -10658 21,1796
4 Viskositas y = -10046x + 33,864 -10046 19,9634
Berdasarkan Tabel 18 nilai Ea yang diperoleh pada semua parameter uji
termasuk pada Ea sedang. Titik kritis ditentukan berdasarkan faktor utama yang
sangat sensitif serta dapat menimbulkan terjadinya perubahan mutu pada produk
selama penyimpanan. Paramter kritis untuk menentukan umur simpan minuman
sinbiotik ini adalah bakteri probiotik. Hal ini berkaitan dengan Standar Nasional
61
Indonesia 2891-2009 bahwa produk sinbiotik harus mengandung bakteri probiotik
sebesar 107 CFU/mL. FAO (2002) juga menyebutkan bahwa standar bakteri
probiotik pada produk pangan sinbiotik adalah 7 log CFU/mL.
Penentuan titik kritis tersebut juga sesuai dengan nilai Ea probiotik yang
paling rendah diantara parameter uji lainnya yaitu sebesar 19,3798 kkal/mol.
Wasono dan Yuwono (2014) menyatakan bahwa titik kritis dapat ditentukan dari
beberapa persamaan parameter uji selama penyimpanan dalam berbagai suhu
yaitu parameter yang menghasilkan nilai energi aktivasi (Ea) terendah. Hal ini
didasarkan karena semakin rendah nilai energi aktivasi suatu reaksi akan berjalan
lebih cepat maka semakin cepat pula kerusakan yang akan terjadi pada produk
(Herawati, 2008).
5.4.4 Umur Simpan
Umur simpan minuman sinbiotik dapat diketahui dengan persamaan t = ln
C0-ln Ct/k, dimana t merupakan umur simpan, ln C0 merupakan nilai parameter
mutu awal produk dan ln Ct merupakan nilai parameter mutu akhir produk, dan
dan k merupakan konstanta penurunan mutu. Berdasarkan titik kritis bakteri
probiotik dapat diperoleh persamaan Arrhenius sebagai berikut:
Persamaan tersebut berguna untuk perhitungan umur simpan produk. Umur
simpan minuman sinbiotik pada berbagai suhu penyimpanan dapat dilihat pada
Tabel 19.
62
Tabel 17. Umur Simpan dengan Model Arrhenius
Suhu (ºC) k Umur simpan (Jam) Umur simpan (Hari)
4 0,0067 544,0122 23
8 0,0111 329,5758 14
12 0,0181 202,4937 8
16 0,0291 126,1025 5
20 0,0461 79,5522 3
24 0,0722 50,8124 2
Berdasarkan perhitungan umur simpan sesuai dengan Tabel 25, dapat
diketahui bahwa semakin rendah suhu penyimpanan maka semakin panjang umur
simpan minuman sinbiotik. Semakin tinggi suhu penyimpanan maka umur simpan
minuman sinbiotik akan semakin singkat. Hal ini disebabkan karena reaksi akan
lebih cepat terjadi pada suhu penyimpanan yang tinggi sehingga laju penurunan
mutu akan berjalan lebih cepat dan produk lebih cepat dikatakan rusak (Man,
2004). Menurut Rahayu et al. (2003), mutu produk awal dianggap sebesar 100%
dan akan menurun selama penyimpanan.
Umur simpan yang dihasilkan pada suhu 4oC berdasarkan Tabel 19 adalah
selama 23 hari. Hasil tersebut telah mendekati penelitian yang dilakukan oleh
Angelov et al. (2006), minuman probiotik berbahan serealia memiliki umur
simpan 21 hari pada penyimpanan 4-6oC. Bernat et al. (2015) juga menyebutkan
bahwa yoghurt probiotik non-dairy memiliki umur simpan 28 hari pada suhu
penyimpanan dingin ±5oC. Hal yang serupa juga disebutkan oleh Yasni dan
Maulidya (2014) bahwa yoghurt dengan ekstrak jagung memiliki umur simpan
selama 4 minggu pada penyimpanan suhu dingin.
63
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
1. Nilai Ea terendah hingga tertinggi berturut-turut terdapat pada parameter
bakteri probiotik sebesar 19,3798 kkal/mol, bakteri asam laktat sebesar
19,8561 kkal/mol, viskositas sebesar 19,9634 kkal/mol, dan pH sebesar
21,1796 kkal/mol.
2. Persamaan Arrhenius yang digunakan berdasarkan titik kritis bakteri
probiotik yaitu
3. Umur simpan minuman sinbiotik berdasarkan bakteri probiotik adalah 23
hari pada suhu penyimpanan 4oC, 14 hari pada suhu penyimpanan 8
oC, 8
hari pada suhu penyimpanan 12oC, 5 hari pada suhu penyimpanan 16
oC, 3
hari pada suhu penyimpanan 20oC dan 2 hari pada suhu penyimpanan
24oC.
6.2 Saran
1. Perlu adanya pendugaan umur simpan dengan analisis sensori untuk
mengetahui umur simpan produk minuman sinbiotik berdasarkan
penerimaan konsumen.
2. Perlu dilakukan modifikasi pada tepung sorgum agar lebih mudah larut
dalam minuman sinbiotik.