CFU/mL 2,0×10 Bakteri Jenis Bakteri Jumlah Gambar Keterangan...

41

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Total Bakteri Probiotik pada Suspensi Bakteri dan Kultur Freeze

Dried Bifidobacterium bifidum

Bakteri yang digunakan pada penelitian ini adalah Bifidobacterium

bifidum. Untuk verifikasi bakteri yang digunakan, dilakukan pewarnaan gram.

Pewarnaan gram adalah salah satu metode pewarnaan untuk mengidentifikasi

bakteri berdasarkan perbedaan struktur dinding selnya, sehingga bakteri

dikategorikan pada dua golongan, yaitu bakteri gram positif dan gram negatif

(Putri dkk., 2017). Berikut hasil verifikasi bakteri B. bifidum dapat dilihat pada

Tabel 4 dan data lengkap perhitungan jumlah bakteri terdapat pada Lampiran 4.

Tabel 4. Hasil Verifikasi Mother Cultur Bakteri B. bifidum.

Jenis Bakteri Jumlah

Bakteri

Gambar Keterangan

Gram positif 2,0 × 1012

CFU/mL

Bakteri berbentuk

batang Y dan

berwarna biru.

Perbesaran yang

dipakai 1000x.

Berdasarkan hasil pengamatan pewarnaan gram, ciri-ciri yang dihasilkan

dari bakteri yang diamati, yaitu gram positif, berbentuk batang Y. Hasil

pengamatan tersebut sesuai dengan ciri-ciri B. bifidum. B. bifidum merupakan

bakteri gram positif, berbentuk batang dalam berbagai penampilan, termasuk juga

berbentuk batang Y (tidak beraturan dengan sedikit bagian tengah cekung dan

42

ujung yang bengkak) (Desai, 2008). Jumlah bakteri pada mother culture bakteri B.

bifidum adalah 2 x 1012 CFU/mL.

Total bakteri probiotik pada suspensi bakteri dan kultur freeze dried

bakteri probiotik perlu diamati untuk memastikan bahwa total bakteri masih

memenuhi persyaratan untuk ditambahkan pada minuman sinbiotik. Hasil

perhitungan total probiotik pada suspensi dan kultur freeze dried dapat dilihat

pada Tabel 5 dan data lengkap perhitungan jumlah bakteri terdapat pada Lampiran

4.

Tabel 5. Total Probiotik pada Suspensi dan Kultur Freeze Dried Bakteri

Bifidobacterium bifidum.

Sumber TPC (CFU/mL) Viabilitas

Suspensi 1,9 x 1010 84,2%

Freeze dried 1,6 x 1010

Berdasarkan Tabel 5, total bakteri probiotik pada suspensi dan kultur

freeze dried berturut-turut, yaitu 1,9 x 1010 dan 1,6 x 1010 CFU/mL. Total bakteri

tersebut telah melebihi standar bakteri probiotik pada produk sinbiotik, yaitu 107

CFU/mL (FAO, 2002). Penurunan jumlah bakteri pada suspensi dan kultur freeze

dried ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu nutrisi, temperatur,

kelembapan, oksigen, pH, dan substansi penghambat (Hayes, 1995 dalam

Ningsih, 2017). Nutrisi bakteri probiotik ini didapatkan dari susu skim dan

tepung sorgum, yang terdiri dari komponen oligosakarida, yaitu seperti rafinosa,

stakiosa dan verbaskos.

Proses freeze drying yang dilakukan juga merupakan salah satu penyebab

turunnya jumlah bakteri. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Puspawati dkk.

43

(2010), bahwa proses freeze drying dapat menurunkan jumlah bakteri tetapi masih

dapat menghasilkan bakteri probiotik dengan viabilitas yang tinggi. Viabilitas

bakteri probiotik yang dihasilkan pada penelitian ini cukup tinggi, yaitu 84,2%.

Cara penyimpanan sangat berpengaruh pada ketersediaan bakteri. Kultur

kering B.bifidum disimpan dengan kemasan metalized pada suhu 4oC. Kemasan

metalized ini memiliki permeabilitas yang rendah (0,0136 g/m2.hari.mmHg)

dibandingkan dengan kemasan lainnya, seperti plastik polypropylene (0,0785

g/m2.hari.mmHg) dan plastik polyethylene (0,46 g/m2.hari.mmHg), sehingga

penurunan jumlah bakteri dapat diminimalisasi (Murni dkk., 2017). Penyimpanan

suhu rendah dapat mencegah metabolisme bakteri.

5.2 Total Bakteri Probiotik dan Asam Laktat Minuman Sinbiotik Tepung

Sorgum Selama Penyimpanan pada Berbagai Suhu.

Total mikroorganisme minuman sinbiotik tepung sorgum diamati untuk

mengetahui perubahan kualitas yang terjadi pada penyimpanan suhu 15±3oC,

25±3oC, dan 35±3oC. Total mikroorganisme minuman sinbiotik tepung sorgum

selama penyimpanan mengalami perubahan dan cenderung menurun.

Total mikroorganisme yang diamati adalah bakteri probiotik dan bakteri

asam laktat (BAL). Perhitungan total mikroorganisme dilakukan dengan metode

Bacteriological Analytical Manual (BAM). Hasil perhitungan BAL dan probiotik

dapat dilihat pada Tabel 6.

44

Tabel 6. Hasil Perhitungan Bakteri Asam Laktat dan Bakteri Probiotik

Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum.

Suhu Waktu

(jam)

Jumlah Bakteri (CFU/mL) Log CFU/mL

BAL Probiotik BAL Probiotik

15±3oC

0 5,5 x 1010 2,4 x 1010 10,7 10,4

24 5,4 x 1010 1,2 X 1010 10,7 10,1

48 3,1 x 1010 2,8 x 109 10,5 9,4

72 1,6 x 1010 8,6 x 108 10,2 8,9

96 8,7 x 109 5,1 x 108 9,9 8,7

120 2,8 x 109 7,7 x 10 7 9,4 7,9

25±3oC

0 4,8 x 1010 2,4 x 1010 10,7 10,4

2 4,6 x 1010 2,0 x 1010 10,7 10,3

4 2,9 x 1010 4,4 x 109 10,4 9,6

6 2,8 x 1010 3,9 x 109 10,4 9,6

10 3,0 x 1010 3,9 x 108 10,5 8,6

24 2,2 x 109 2,8 x 107 9,3 7,4

35±3oC

0 2,3 x 1011 2,6 x 1010 11,4 10,4

2 2,2 x 1011 2,1 x 1010 11,3 10,3

4 2,0 x 1011 1,7 x 1010 11,3 10,2

6 3,9 x 1010 4,7 x 109 10,6 9,7

10 2,2 x 1010 3,6 x 108 10,3 8,6

24 4,6 x 109 4,0 x 107 9,7 7,6

Berdasarkan data pada Tabel 6, nilai total mikroorganisme, baik BAL

maupun probiotik mengalami penurunan selama penyimpanan. Penurunan total

bakteri ini dipengaruhi oleh faktor intrinsik dan ekstrinsik, yaitu pH, aktivitas air,

nutrisi, suhu penyimpanan, serta jenis dan jumlah gas pada lingkungan (Herawati,

2008). Suhu penyimpanan yang tinggi akan mempengaruhi stabilitas produk

(probiotik) (Desmond dkk., 2002). Penggunaan suhu tinggi pada penyimpanan

produk berdampak pada pertumbuhan bakteri pada minuman sinbiotik seperti

bakteri asam laktat. Pada suhu optimal, bakteri asam laktat ini akan menghasilkan

asam-asam organik sebagai hasil metabolisme yang mengakibatkan menurunnya

pH minuman sinbiotik. Penurunan pH ini berdampak pada kondisi lingkungan

45

pertumbuhan mikroorganisme, sehingga pertumbuhan mikroorganisme semakin

menurun.

Berdasarkan Tabel 6, total BAL dapat diplotkan pada grafik seperti pada

Gambar 7 dan Gambar 8 sehingga diperoleh persamaan seperti pada Tabel 7.

Gambar 7. Grafik Hubungan Antara Lama Penyimpanan terhadap Total

Bakteri Asam Laktat pada Suhu 15oC.


Bakteri Asam Laktat pada Suhu 25oC dan 35oC.

y = -0.0109x + 10.911R² = 0.9351

8.50

9.00

9.50

10.00

10.50

11.00

11.50

0 24 48 72 96 120

Tota

l Bak

teri

(Lo

g C

FU/m

L)

waktu (jam)

Suhu 15C

Linear (Suhu 15C)

y = -0.0547x + 10.751R² = 0.9096

y = -0.0752x + 11.343R² = 0.8927

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tota

l Bak

teri

(Lo

g C

FU/m

L)

waktu (jam)

Suhu 25C

Suhu 35C

Linear (Suhu 25C)

Linear (Suhu 35C)

Suhu 15 oC

Linear(suhu 15oC)

Suhu 25 oC

Suhu 30 oC

Linear(suhu 25oC)

Linear(suhu 30oC)

46

Tabel 7. Persamaan Regresi Lama Penyimpanan terhadap Total Bakteri

Asam Laktat.

Suhu Penyimpanan Persamaan Regresi Nilai R2 Nilai r

15±3oC y = -0,01x + 10,91 0,94 0,97

25±3oC y = -0,05x + 10,75 0,91 0,95

35±3oC y = -0,08x +11,34 0,89 0,94

Berdasarkan data pada Tabel 7, penyimpanan minuman sinbiotik tepung

sorgum pada suhu 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC terhadap total BAL memiliki

nilai r (koefisien korelasi) yang mendekati nilai 1, yaitu sebesar 0,94-0,97 (94%-

97%). Nilai koefisien korelasi tersebut menunjukkan bahwa total BAL dengan

lama penyimpanan memiliki keeratan hubungan yang sangat kuat. Selisih 3%-6%

dipengaruhi oleh faktor lainnya, seperti nilai pH dan nutrisi. Suhu penyimpanan

15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC pempengaruhi total BAL sebesar 89%-94%. Nilai

slope menyatakan penurunan total BAL (slope bernilai negatif) selama

penyimpanan sebesar 0,01%-0,08% pada penyimpanan suhu 15±3oC, 25±3oC, dan

35±3oC.

Berdasarkan Tabel 6, total bakteri probiotik dapat diplotkan pada grafik

seperti pada Gambar 9 dan Gambar 10 sehingga diperoleh persamaan seperti pada

Tabel 8.

47


Bakteri Probiotik pada Suhu 15oC.


Bakteri Probiotik pada Suhu 25oC dan 35oC.

Tabel 8. Persamaan Regresi Lama Penyimpanan terhadap Total Bakteri

Probiotik.


15±3oC y = -0,02x + 10,45 0,98 0,99

25±3oC y = -0,13x + 10,28 0,95 0,97

35±3oC y = -0,13x +10,43 0,92 0,96


sorgum pada suhu 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC terhadap total bakteri probiotik

y = -0.0202x + 10.451R² = 0.9801

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0 24 48 72 96 120

Tota

l Bak

teri

(Lo

g C

FU/m

L)

waktu (jam)

Suhu 15C

Linear (Suhu 15C)

y = -0.1255x + 10.288R² = 0.9482

y = -0.1261x + 10.433R² = 0.9194

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tota

l Bak

teri

(Lo

g C

FU/m

L)

waktu (jam)

Suhu 25C

Suhu 35C

Linear (Suhu 25C)

Linear (Suhu 35C)

Suhu 15 oC

Linear(suhu 15oC)

Suhu 25 oC

Suhu 30 oC

Linear(suhu 25oC)

Linear(suhu 30oC)

48

memiliki nilai r (koefisien korelasi) yang mendekati nilai 1, yaitu sebesar 0,96-

0,99 (96%-99%). Nilai koefisien korelasi tersebut menunjukkan bahwa total

bakteri probiotik dengan lama penyimpanan memiliki keeratan hubungan yang

sangat kuat. Selisih 1%-4% dipengaruhi oleh faktor lainnya, seperti nilai pH dan

nutrisi. Suhu penyimpanan 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC pempengaruhi total

probiotik sebesar 92%-94%. Nilai slope menyatakan penurunan total bakteri

probiotik (slope bernilai negatif) selama penyimpanan sebesar 0,02%-0,13% pada

penyimpanan suhu 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC.

5.3 Nilai pH Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum Selama Penyimpanan

pada Berbagai Suhu.

Nilai pH minuman sinbiotik tepung sorgum selama penyimpanan pada

berbagai suhu mengalami perubahan. Perubahan nilai pH ini cenderung menurun.

Nilai pH pada minuman sinbiotik tepung sorgum selama penyimpanan dapat

dilihat pada Tabel 9 dan data lengkap terdapat pada Lampiran 5.

49

Tabel 9. Perubahan Nilai pH Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum pada

Berbagai Suhu Penyimpanan.

Suhu Waktu (jam) Nilai pH

15±3oC

0 6,4

24 6,4

48 6,3

72 6,2

96 5,3

120 4,7

25±3oC

0 6,4

2 6,4

4 6,3

6 6,3

10 6,3

24 4,5

35±3oC

0 6,5

2 6,4

4 6,4

6 6,3

10 6,1

24 4,3

Berdasarkan hasil pengamatan nilai pH minuman sinbiotik tepung sorgum

pada awal pengamatan memiliki nilai netral, yaitu 6,4-6,5. Selama penyimpanan,

nilai pH menurun, hal ini disebabkan karena kandungan nutrisi yang terdapat pada

minuman sinbiotik akan difermentasi oleh bakteri probiotik menjadi asam.

Prebiotik pada minuman sinbiotik tepung sorgum yang terdiri dari oligosakarida

(rafinosa, stakiosa dan verbaskos), sukrosa, dan laktosa pada minuman sinbiotik

difermentasi oleh bakteri probiotik sehingga menghasilkan asam organik dan gas

(Biradar dkk., 2005 dalam Ningsih, 2017).

Fermentasi yang terjadi adalah heterofermentatif, sehingga yang dihasilkan

tidak hanya asam laktat tetapi senyawa lainnya, seperti asam asetat, etanol, dan

gas CO2. Mula-mula karbohidrat (dalam minuman sinbiotik bisa bersumber dari

50

oligosakarida atau sukrosa) mengalami glikolisis yang menghasilkan asam

piruvat. Selanjutnya asam piruvat ini difermentasi secara anaerob menjadi asam

organik. Terbentuknya asam ini berpengaruh pada nilai pH minuman sinbiotik.

Penurunan nilai pH ini berpengaruh pada menurunnya jumlah bakteri karena pH

optimal pertumbuhan probiotik, khususnya Bifidobacterium adalah 6,5—7

(Biavati dan Mattarelli, 2012).

Penurunan nilai pH pada minuman sinbiotik berkaitan juga dengan suhu

penyimpanan. Jika suhu penyimpanan rendah maka perubahan nilai pH akan

berjalan lambat, sedangkan jika suhu penyimpanan tinggi maka perubahan nilai

pH akan berjalan cepat. Hal ini dapat terjadi karena metabolisme bakteri pada

suhu rendah akan berjalan lambat, sehingga produksi asam rendah, begitu pula

sebaliknya (Raspati, 2017).

Semakin tinggi suhu penyimpanan maka nilai pH akan semakin cepat

mencapai titik isoelektriknya. Titik isoelektrik adalah titik pada saat muatan

keseluruhan protein nol (netral). pH isoelektrik protein yang terkandung pada

minuman sinbiotik adalah 4,6 (O’Kennedy, 2011). Minuman sinbiotik tepung

sorgum yang disimpan pada suhu 25±3oC dan 35±3oC pada jam ke-24 mengalami

penurunan kualitas berupa terbentuknya lapisan, diantaranya lapisan padat yang

mengapung, lapisan cair, dan lapisan padat yang mengendap. Lapisan padat yang

mengendap diduga merupakan tepung sorgum. Lapisan padat yang mengapung

diduga merupakan senyawa protein yang mengalami denaturasi akibat tercapainya

pH isoelektrik. Sedangkan pada penyimpanan suhu 15±3oC pH belum mencapai

51

pH isoelektriknya sehingga tidak mengalami denaturasi tetapi tetap mengalami

pengentalan.

Berdasarkan Tabel 9, nilai pH minuman sinbiotik tepung sorgum dapat

diplotkan pada grafik seperti pada Gambar 11 dan Gambar 12 sehingga diperoleh

persamaan seperti pada Tabel 10.

Gambar 11. Grafik Hubungan Antara Lama Penyimpanan terhadap Nilai

pH pada Suhu 15oC.


pH pada Suhu 25oC dan 35oC.

y = -0.0142x + 6.7333R² = 0.7939

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

0 24 48 72 96 120

pH

waktu (jam)

Suhu 15C

Linear (Suhu 15C)

y = -0.081x + 6.6545R² = 0.8788

y = -0.0938x + 6.7195R² = 0.9385

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

pH

waktu (jam)

Suhu 25C

Suhu 35C

Linear (Suhu 25C)

Linear (Suhu 35C)

Suhu 15 oC

Linear(suhu 15oC)

Suhu 25 oC

Suhu 30 oC

Linear(suhu 25oC)

Linear(suhu 30oC)

52

Tabel 10. Persamaan Regresi Lama Penyimpanan terhadap Nilai pH.


15±3oC y = -0,01x + 6,73 0,79 0,89

25±3oC y = -0,08x + 6,65 0,88 0,93

35±3oC y = -0,09x +6,72 0,94 0,97


sorgum pada suhu 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC terhadap nilai pH memiliki nilai r

(koefisien korelasi) yang mendekati nilai 1, yaitu sebesar 0,89-0,97 (89%-97%).

Nilai koefisien korelasi tersebut menunjukkan bahwa nilai pH dengan lama

penyimpanan memiliki keeratan hubungan yang sangat kuat. Suhu penyimpanan

15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC pempengaruhi nilai pH sebesar 79%-94%. Nilai

slope menyatakan penurunan nilai pH (slope bernilai negatif) selama

penyimpanan sebesar 0,01%-0,09% pada penyimpanan suhu 15±3oC, 25±3oC, dan

35±3oC..

5.4 Nilai Viskositas Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum Selama

Penyimpanan pada Berbagai Suhu.

Minuman sinbiotik tepung sorgum mengalami perubahan viskositas

selama penyimpanan pada berbagai suhu. Nilai viskositas minuman sinbiotik

tepung sorgum diukur menggunakan viskometer pada rpm 100 dengan spindel L1

mulai jam ke-0 dan spindel L2 saat jam ke-24 dan ke-120. Nilai viskositas

minuman sinbiotik tepung sorgum dapat dilihat pada Tabel 11.

53

Tabel 11. Nilai Viskositas Minuman Sinbiotik pada Berbagai Suhu

Penyimpanan.

Suhu Waktu Nilai Viskositas (mPas)

15±3oC

0 31

24 35

48 36

72 43

96 50

120 57

25±3oC

0 23

2 25

4 26

6 27

10 30

24 45

35±3oC

0 33

2 39

4 54

6 60

10 62

24 81

Berdasarkan data pada Tabel 11, nilai viskositas dari minuman sinbiotik

meningkat selama penyimpanan. Peningkatan viskositas ini berhubungan dengan

metabolisme bakteri pada minuman sinbiotik. Asam yang terbentuk dari

metabolisme bakteri akan mengakibatkan viskositas produk meningkat karena

jaringan protein menjadi semakin kuat (Saint-Eve dkk., 2008). Protein pada

minuman sinbiotik akan terkoagulasi sehingga membentuk gumpalan. Aktivitas

pengasaman oleh mikroorganisme ini diperkuat dengan penurunan nilai pH

minuman sinbiotik.

Peningkatan viskositas juga dipengaruhi oleh suhu penyimpanan minuman

sinbiotik. Pada penyimpanan suhu tinggi, nilai viskositas meningkat lebih cepat

dibandingkan penyimpanan pada suhu rendah. Hal ini berkaitan dengan

pertumbuhan mikroorganisme yang semakin cepat pada suhu optimalnya.

54

Berdasarkan Tabel 11, nilai viskositas minuman sinbiotik tepung sorgum

dapat diplotkan pada grafik seperti pada Gambar 13 dan Gambar 14 sehingga

diperoleh persamaan seperti pada Tabel 12.


Viskositas pada Suhu 15oC.


Viskositas pada Suhu 25oC dan 35oC.

Tabel 12. Persamaan Regresi Lama Penyimpanan terhadap Nilai Viskositas.


15±3oC y = 0,22x + 29,00 0,95 0,98

25±3oC y = 0,91x + 22,32 0,99 0,99

35±3oC y = 1,83x +40,77 0,86 0,93

y = 0.2167x + 29R² = 0.954

0

10

20

30

40

50

60

0 24 48 72 96 120

visk

osi

tas

(mP

as)

waktu (jam)

Suhu 15C

Linear (Suhu 15C)

y = 0.9139x + 22.327R² = 0.9859

y = 1.8339x + 40.773R² = 0.8558

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Vis

kosi

tas

(mP

as)

waktu (jam)

Suhu 25C

Suhu 35C

Linear (Suhu 25C)

Linear (Suhu 35C)

Suhu 25 oC

Suhu 30 oC

Linear(suhu 25oC)

Linear(suhu 30oC)

Suhu 15 oC

Linear(suhu 15oC)

55


sorgum pada suhu 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC terhadap viskositas minuman

sinbiotik tepung sorgum memiliki nilai r (koefisien korelasi) yang mendekati nilai

1, yaitu sebesar 0,93-0,99 (93%-99%). Nilai koefisien korelasi tersebut

menunjukkan bahwa viskositas dengan lama penyimpanan memiliki keeratan

hubungan yang sangat kuat. Suhu penyimpanan 15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC

pempengaruhi nilai pH sebesar 86%-99%. Nilai slope menyatakan viskositas

selama penyimpanan akan meningkat sebesar 0,22%-1,83% 15±3oC, 25±3oC, dan

35±3oC.

5.5 Perubahan Kualitas Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum dengan

Model Arrhenius

5.5.1 Perubahan Kualitas Minuman Sinbiotik

Perubahan kualitas minuman sinbiotik tepung sorgum dilakukan dengan

metode ASLT (Accelerated Shelf Life Testing) dengan model Arrhenius.

Pemilihan model Arrhenius ini karena dalam minuman sinbiotik tepung sorgum

ini mengandung mikroorganisme yang sensitif terhadap suhu. Jumlah

mikroorganisme, khususnya probiotik, dalam minuman sinbiotik tepung sorgum

ini merupakan salah satu syarat minuman dinyatakan sebagai sinbiotik dengan

jumlah minimal 107 CFU/mL.

Perubahan kualitas minuman sinbiotik tepung sorgum dengan model

Arrhenius ini menggunakan data hasil perhitungan total bakteri probiotik, total

bakteri asam laktat (BAL), pH, dan viskositas pada interval waktu tertentu. Hasil

56

pengamatan (Lampiran 6) menunjukan terdapat perubahan hasil pada masing-

masing parameter selama penyimpanan pada ketiga suhu. Beberapa tahap untuk

menentukan umur simpan suatu produk pangan dengan metode ASLT model

Arrhenius, yaitu penentuan ordo reaksi, penentuan kosntanta laju penurunan mutu

(Kt) pada setiap suhu, perhitungan energi aktivasi (Ea) pada berbagai parameter,

penentuan parameter kritis, dan perhitungan umur simpan.

5.5.2 Penentuan Ordo Reaksi

Ordo reaksi pada model Arrhenius berhubungan dengan laju perubahan

kualitas produk. Perubahan kualitas produk yang terjadi pada ordo nol

berlangsung konstan pada suhu yang tetap selama reaksi berlangsung, sedangkan

ordo satu berlangsung eksponensial. Data yang diplotkan dalam kurva ordo nol

dari setiap parameter adalah lama penyimpanan dalam jam (t) terhadap hasil (C).

Data yang diplotkan dalam kurva ordo satu dari setiap parameter adalah lama

penyimpanan dalam jam (t) terhadap Ln hasil (Ln C). Data hasil analisis hasil

terhadap lama penyimpanan, kurva ordo nol, dan kurva ordo satu pada setiap

perlakuan secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 6. Berdasarkan kurva ordo

0 dan kurva ordo satu, maka diketahui nilai R2 (koefisien determinasi) yang

terbentuk pada setiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 13.

57

Tabel 13. Pemilihan Ordo Reaksi.

No. Parameter Suhu R2 Ordo 0 R2 Ordo 1

1 Probiotik

15±3oC 0,77 0,98

25±3oC 0,59 0,95

35±3oC 0,62 0,92

2 Bakteri Asam Laktat

15±3oC 0,94 0,94

25±3oC 0,82 0,91

35±3oC 0,62 0,90

3 pH

15±3oC 0,79 0,78

25±3oC 0,88 0,87

35±3oC 0,94 0,93

4 Viskositas

15±3oC 0,95 0,97

25±3oC 0,99 0,996

35±3oC 0,86 0,75

Semakin tinggi nilai koefisien determinasi (R2), maka semakin akurat hasil

analisis data tersebut (Arif, 2016). Berdasarkan data pada Tabel 13, ordo yang

terpilih pada parameter probiotik, bakteri asam laktat, dan viskositas adalah ordo

satu karena nilai R2 pada ordo satu memiliki nilai yang dominan dibandingkan

dengan ordo nol. R2 atau koefisien determinasi ini keakuratan data yang dianalisis

dalam memprediksi nilai mutu selama penyimpanan (Kusnandar, 2010).

Hasil data tersebut sesuai dengan pernyataan Labuza (1982), yaitu laju

penurunan mutu pangan akibat aktivitas mikroorganisme, seperti pertumbuhan

mikroorganisme pada daging dan ikan segar, kematian mikroorganisme akibat

panas, dan off flavor oleh mikroorganisme akan mengikuti kinetika ordo satu.

Ordo yang terpilih pada parameter pH adalah ordo nol yang menandakan

laju penurunan mutu berlangsung konstan (Singh, 1994). Menurut Salim (2014),

kerusakan enzimatis dan oksidasi yang terjadi secara konstan pada pangan akan

mengalami laju penurunan mutu yang mengikuti kinetika ordo nol.

58

Setelah mengetahui ordo reaksi yang terpilih, selanjutnya dapat diketahui

konstanta laju penurunan mutu (k) dari setiap suhu penyimpanan pada masing-

masing parameter. Konstanta laju penurunan mutu (k) didapatkan dari nilai slope

pada persamaan regresi pada ordo yang terpilih. Nilai konstanta laju penurunan

mutu (k) adalah laju kinetik konstan yang terjadi selama penyimpanan akibat

adanya pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi (Arpah, 2007). Nilai k pada

setiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 14.

Tabel 14. Laju Kinetik Konstan (k) pada Berbagai Suhu Penyimpanan.

No. Parameter k

15±3oC 25±3oC 35±3oC

1. Probiotik -0,05 -0,29 -0,29

2. BAL -0,03 -0,13 -0,17

3. pH -0,01 -0,08 -0,09

4. Viskositas 0,01 0,03 0,03

Berdasarkan data pada Tabel 14, diketahui nilai k pada parameter

probiotik, BAL, dan pH bernilai negatif (-). Nilai negatif ini menunjukkan

penurunan mutu yang terjadi karena nilai yang dihasilkan semakin menurun.

Parameter viskositas menunjukkan nilai k yang positif (+). Nilai positif ini

menunjukkan penurunan mutu yang terjadi karena viskositas dari minuman

sinbiotik tepung sorgum mengalami kenaikan.

Nilai k pada suhu 35±3oC lebih besar daripada nilai k pada suhu 15±3oC

dan 25±3oC. Hal ini sesuai dengan pernyataan Man (2004), bahwa suatu reaksi,

khususnya reaksi kimia, akan meningkat pada suhu penyimpanan yang tinggi.

Semakin cepat laju reaksi kimia maka semakin cepat laju penurunan mutu yang

terjadi sehingga umur simpannya menjadi semakin singkat (Salim, 2014).

59

5.5.3 Perhitungan Nilai Konstanta Laju Penurunan Mutu pada Berbagai

Suhu (k) dan Energi Aktivasi (Ea)

Setelah nilai k dari setiap data diketahui, selanjutnya diplotkan ke dalam

kurva Arrhenius sehingga menghasilkan persamaan regresi Arrhenius dan dapat

dihitung nilai K pada berbagai suhu. Nilai k terlebih dahulu dikonversi menjadi

Ln k dan suhu penyimpanan (T oC) dikonversi terlebih dahulu menjadi 1/T dalam

satuan Kelvin. Data hasil konversi nilai k dan T dapat dilihat pada Tabel 15.

Tabel 15. Hasil Konversi Nilai k dan T.

No. Parameter Suhu Suhu (T) 1/T k Ln k

1 Probiotik

15oC 288 K 3,5 x 10-3 0,05 -3,06

35oC 308 K 3,2 x 10-3 0,29 -1,24

25oC 298 K 3,4 x 10-3 0,29 -1,24

2 BAL

15oC 288 K 3,5 x 10-3 0,03 -3,69

25oC 298 K 3,4 x 10-3 0,13 -2,07

35oC 308 K 3,2 x 10-3 0,17 -1,75

3 pH

15oC 288 K 3,5 x 10-3 0,01 -4,26

25oC 298 K 3,4 x 10-3 0,08 -2,51

35oC 308 K 3,2 x 10-3 0,09 -2,37

4 Viskositas

15oC 288 K 3,5 x 10-3 0,22 -1,53

25oC 298 K 3,4 x 10-3 0,91 -0,09

35oC 308 K 3,2 x 10-3 1,83 0,61

Nilai Ln k dan 1/T kemudian diplotkan ke dalam kurva Arrhenius. Nilai

Ln K diplotkan pada ordinat dan 1/T diplotkan pada absis. Kurva Arrhenius dapat

dilihat pada Gambar 15.

60

Gambar 15. Kurva Arrhenius.

Hasil analisis (Lampiran 6) diketahui persamaan regresi Arrhenius yang

terbentuk dari masing-masing parameter dapat dilihat pada Gambar 15. Slope dari

masing-masing persamaan merupakan –Ea/R dan intercept dari masing-masing

persamaan merupakan Ln k0 (Ln konstanta yang tidak tergantung pada suhu).

Berdasarkan data tersebut, maka nilai Ea dari masing-masing parameter dapat

dilihat pada Tabel 16.

Tabel 16. Penentuan Parameter Kritis Minuman Sinbiotik.

No. Parameter Persamaan Regresi Ea/R Ea

(kkal/mol) Kesimpulan

1 Probiotik y=25,69-8201,13x -8201,13 16,30 Probiotik

merupakan

titik kritis 2 BAL y=26,50-8636,73x -8636,73 17,16

3 pH y=25,37-8462,09x -8462,09 16,82

4 Viskositas y=31,59-9506,21x -9506,21 18,89

Berdasarkan data tersebut, parameter bakteri probiotik memiliki nilai

energi aktivasi yang paling rendah dibandingkan dengan parameter yang lain,

y = 25,69 - 8201,13xR² = 0,769

y = 26,50- 8636,73xR² = 0,882

y = 25,37- 8462,09xR² = 0,823

y = 31,59- 9506,21xR² = 0,961

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

0.0035 0.0034 0.0032

Ln k

1/T

Kurva Arrhenius

Probiotik

BAL

pH

Viskositas

Linear (pH)

Linear (Viskositas)

Linear (Viskositas)

Linear (Viskositas)

61

yaitu 16,30 sehingga parameter bakteri probiotik dijadikan parameter titik kritis

pada penelitian ini. Semakin rendah energi aktivasi yang dibutuhkan maka akan

semakin cepat terjadinya suatu reaksi (Hariyadi, 2004). Reaksi yang terjadi

selama penyimpanan minuman sinbiotik, yaitu menurunnya pH karena terjadinya

peningkatan asam-asam organik yang dihasilkan dari metabolisme

mikroorganisme, sehingga terjadi peningkatan nilai viskositas (Saint-eve, 2008).

Berdasarkan nilai Ea yang paling rendah, maka persamaan Arrhenius yang

digunakan pada penelitian ini adalah y=25,69-8201,13x.

Berdasarkan kenampakan minuman sinbiotik tepung sorgum yang

dihasilkan, minuman sinbiotik dapat mengalami kerusakan akibat pH, yaitu

protein dalam minuman sinbiotik mengalami denaturasi pada pH isoelektriknya

(4,6) yang menyebabkan kenampakan minuman sinbiotik menjadi menyimpang.

Penurunan kualitas minuman sinbiotik berdasarkan parameter pH perlu diketahui,

sehingga minuman sinbiotik sampai pada tangan konsumen dengan kenampakan

yang baik.

Berdasarkan persamaan Arrhenius tersebut maka dapat dihitung nilai kt

(konstanta laju penurunan mutu) pada berbagai suhu penyimpanan. Nilai kt pada

setiap suhu penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 17.

62

Tabel 17. Nilai kt pada Berbagai Suhu Penyimpanan.

Parameter Persamaan Regresi Suhu Suhu (T) 1/T Ln kt kt

Probiotik y=25,69-8201,13x

4oC 277 K 3,6 x 10-3 -3,91 0,02

15oC 288 K 3,5 x 10-3 -2,78 0,06

25oC 298 K 3,4 x 10-3 -1,82 0,16

35oC 308 K 3,2 x 10-3 -0,94 0,39

pH y=25,37-8462,09x

4oC 277 K 3,6 x 10-3 -5,18 0,01

15oC 288 K 3,5 x 10-3 -4,01 0,02

25oC 298 K 3,4 x 10-3 -3,02 0,05

35oC 308 K 3,2 x 10-3 -2,10 0,12

Berdasarkan data tersebut dapat dilihat bahwa nilai kt semakin meningkat

dengan meningkatnya suhu penyimpanan. Semakin tinggi nilai kt maka semakin

tinggi pula penurunan mutu yang akan terjadi pada minuman sinbiotik. Semakin

tinggi suhu penyimpanan minuman sinbiotik maka akan semakin rendah umur

simpannya. Hal tersebut terjadi karena reaksi kimia cenderung lebih cepat terjadi

pada suhu yang lebih tinggi (Man, 2004).

5.5.4 Perhitungan Umur Simpan Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum pada

Berbagai Suhu Penyimpanan

Perhitungan umur simpan minuman sinbiotik dengan metode ASLT model

Arrhenius dapat dilakukan jika nilai kt telah diketahui. Nilai kt berbanding terbalik

dengan umur simpan produk. Perhitungan umur simpan minuman sinbiotik tepung

sorgum mengikuti persamaan Arrhenius ordo satu untuk parameter probiotik,

karena berdasarkan perhitungan koefisien determinasi (R2) parameter bakteri

probiotik memiliki nilai yang dominan pada ordo satu. Batas kritis jumlah bakteri

probiotik dalam minuman sinbiotik adalah 107 CFU/mL (FAO, 2002). Jika jumlah

63

bakteri dibawah jumlah tersebut maka minuman tersebut tidak dapat dikatakan

minuman sinbiotik.

Perhitungan umur simpan minuman sinbiotik tepung sorgum mengikuti

persamaan Arrhenius ordo nol untuk parameter pH, karena berdasarkan

perhitungan koefisien determinasi (R2) parameter pH memiliki nilai yang

dominan pada ordo nol. Batas kritis nilai pH dalam minuman sinbiotik adalah 4,6

(O’Kennedy, 2011). Jika nilai pH dibawah nilai tersebut maka minuman sinbiotik

akan mengalami denaturasi sehingga kenampakan menjadi tidak baik.

Hasil analisis umur simpan minuman sinbiotik tepung sorgum yang

dikemas dengan botol plastik PET dapat dilihat pada Tabel 18 dan secara lengkap

dapat dilihat pada Lampiran 6.

Tabel 18. Umur Simpan Minuman Sinbiotik Tepung Sorgum.

Suhu Penyimpanan (oC) Umur Simpan

Probiotik pH

4oC 11 hari 7 jam 13 hari 7 jam



35oC 14 jam 15 jam

Berdasarkan data pada Tabel 18, umur simpan dari minuman sinbiotik

tepung sorgum berbeda-beda pada setiap suhu penyimpanan. Suhu 4oC

merupakan suhu yang dianjurkan dalam menyimpan produk sinbiotik. Minuman

sinbiotik tepung sorgum yang disimpan pada suhu 4oC berdasarkan parameter

probiotik memiliki umur simpan 11 hari 7 jam sedangkan berdasarkan parameter

pH memiliki umur simpan 13 hari 7 jam. Penyimpanan minuman sinbiotik tepung

sorgum pada suhu yang lebih tinggi, yaitu pada suhu 15oC adalah berdasarkan

64

parameter probiotik 3 hari 17 jam dan berdasarkan parameter pH 4 hari 3 jam,

suhu 25oC adalah berdasarkan parameter probiotik 1 hari 10 jam dan berdasarkan

parameter pH 1 hari 13 jam, dan suhu 35oC adalah berdasarkan parameter

probiotik 14 jam dan berdasarkan parameter pH 15 jam. Namun pada

kenyataannya, penyimpanan suhu 25oC telah mengalami penyimpangan

kenampakan dengan pH 4,5. Contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 6.

Berdasarkan data pada Tabel 8, maka umur simpan yang digunakan adalah

umur simpan berdasarkan parameter bakteri probiotik karena jangka waktunya

lebih cepat. Peningkatan suhu penyimpanan minuman sinbiotik tepung sorgum

akan mempersingkat umur simpan. Hal tersebut sesuai dengan Man (2004),

bahwa suhu yang lebih tinggi dapat mempercepat laju reaksi kimia sehingga

penurunan mutu produk semakin cepat.

Berdasarkan hasil perhitungan umur simpan penyimpanan minuman

sinbiotik pada suhu 4oC terbukti memiliki umur simpan yang lebih lama

dibandingkan penyimpanan suhu yang lebih tinggi. Penyimpanan minuman

sinbiotik pada suhu 4⁰C dapat meminimalisasi peluang terjadinya kerusakan dan

juga menghambat pertumbuhan bakteri asam laktat sehingga pH produk dapat

dipertahankan (Sukarminah dkk., 2017).

65

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1) Selama penyimpanan minuman sinbiotik tepung sorgum pada suhu

15±3oC, 25±3oC, dan 35±3oC, total bakteri asam laktat mengalami

penurunan sebesar 0,01%-0,08%; total bakteri probiotik mengalami

penurunan sebesar 0,02%-0,13%; nilai pH mengalami penurunan sebesar

0,01%-0,09%; nilai viskositas mengalami peningkatan sebesar 0,22%-

1,83%.

2) Titik kritis minuman sinbiotik tepung sorgum adalah total bakteri

probiotik dengan energi aktivasi sebesar 16,30 kkal/mol.

3) Umur simpan minuman sinbiotik tepung sorgum penyimpanan suhu 4oC

adalah 11 hari 7 jam, suhu 15oC adalah 3 hari 17 jam, suhu 25oC adalah 1

hari 10 jam, dan suhu 35oC adalah 14 jam.

6.2 Saran

Suhu yang digunakan pada pengujian perubahan kualitas minuman

sinbiotik tepung sorgum menggunakan metode ASLT sebaiknya diturunkan

sehingga jangka waktu pengamatan tidak terlalu berdekatan. Formulasi minuman

sinbiotik tepung sorgum sebaiknya ditambahkan stabilizer pengendapan dapat

diminimalisasi.

CFU/mL 2,0×10 Bakteri Jenis Bakteri Jumlah Gambar Keterangan...

Documents

Transcript of CFU/mL 2,0×10 Bakteri Jenis Bakteri Jumlah Gambar Keterangan...