ANALISIS MIKROORGANISME, KANDUNGAN ALKOHOL DAN ASAM LEMAK SARI BUAH MENKUDU DENGAN GAS CHROMATOGRAPHY Abu Amar1, Lanjar Sumarmo2, Syahril Makosim1 , Maria Magdalena3, Dwi Taufik Yulianto3 1)
Jkurusan Teknologi Industri Pertanian (TT) Fakultas Teknologi Pertanian (FTT) Institut Teknologi Indonesia (ITI) 2) Balai Pengkajian Bioteknologi, BPPT Jalan Raya Puspiptek Serpong 3) Alumni jurusan TT, FTT, ITI, Jalan Raya Puspiptek Serpong, Tangerang, , Tangerang 15320.
[email protected]
Abstrak Sari buah mengkudu (Morinda citrifolia, L) sudah banyak beredar di masyarakat dengan berbagai merek dagang. Diinformasikan bahwa sari buah mengkudu mengandung zat zat aktif yang berpengaruh positif pada kesehatan kita antara lain adalah kandungan asam lemaknya yang cukup potensial untuk anti virus dan juga senyawa damnchantal sebagai zat anti kanker. Pada penelitian ini dikaji kandungan asam lemak sari buah mengkudu yang telah mengalami berbagai perlakuan penyaringan (mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi), demikian juga kandungan alkohol sari buah selama penyimpanan pada suhu 5˚C. Analisis asam laktat diukur dengan metoda titrasi, pH diukur dengan pH meter digital. Analisis Mikroorganisme sari buah diukur dengan metoda total plate count meliputi bakteri, kapang, khamir, bakteri asam laktat, dan Coliform. Hasil analisis yang diperoleh: nilai pH selama penyimpanan terus menurun secara perlahan, kandungan alkohol dan kandungan asam laktat mengalami perubahan secara fluktuatif. Kandungan alkohol tertinggi pada suhu 5˚C sebesar 3,107% dan pada suhu 25˚C sebesar 5,5212% (keduanya pada penyimpanan 24 jam) sedangkan kandungan asam laktat tertinggi pada penyimpanan 5˚C selama 36 jam sebesar 0,81% dan sebaliknya pada penyimpanan 25˚C naik terus sampai puncaknya saat 60 jam sebesar 0,991%.Jumlah mikroorganisme setelah penyimpanan lebih tinggi dari pada sebelum penyimpanan. Coliform dan bakteri asam laktat tidak diketemukan dalam sari buah. Asam lemak yang mendominasi sari buah mengkudu sebelum filtrasi adalah asam kaprilat (32,650 ppm) asam kaproat (14,448 pm), dan butirat (2,78 ppm). Filtrasi mampu mengubah jumlah dan jenis asam lemak sari buah. Kata kunci: Sari buah mengkudu, asam lemak, filtrasi
1. Pendahuluan Mengkudu (Morinda citrifolia,L) adalah tanaman liar yang tumbuh di hutan-hutan atau daerah pantai sampai kira kira 1000 meter di atas permukaan laut . Tanaman ini banyak dijumpai di Indonesia, Malaysia, Kepulaauan Pasifik, Australia, dan Afrika Timur (Heyne, 1987). Sebagai tanaman serbaguna, banyak jenis produk yang mungkin bisa dikembangkan baik dari akar, batang, daun maupun buahnya. Produk yang banyak dijumpai saat ini sebagian besar produk olahan dari buah misalnya sari buah, kapsul, bubuk puree, dan bahkan sekarang ke produk kosmetik seperti sabun, hair conditioner, body lotion dll. Khusus untuk untuk produk yang berasal dari buah yang saat ini berkembang pesat dapat digolongkan ke dalam dua kategori yaitu minuman fungsional seperti sari buah mengkudu yang dikonsumsi sepperti halnya minuman biasa tetapi memberikan dampak positif terhadap kesehatan,
607
dan nutraceutical seperti kapsul serbuk mengkudu jadi dikonsumsi dalam bentuk pil atau sepertihalnya obat. (Stephen, 1998) Kandungan kimiawi penting antara lain adalah asam lemak, menurut Ngakan, dkk., 2000, asam lemak yang dapat dideteksi pada sari buah mengkudu adalah asam asam kaproat, kaprilat, asam meristat asam palmitat, asam stearat dan asam oleat. Tingkat kematangan buah memberikan profil kromatogram asam lemak yang berbeda. Semakin matang buah semakin banyak komponen yang terdeteksi tetapi diantara yang teridentifikasi, asam kaprilat, asam palmitat dan asam oleat merupakan komponen yang dominan. Kandungan lainnya adalah vitamin C dan asam asam organik misalnya asam laktat juga terdeteksi dalam sari buah mengkudu. Berdasarkan bau yang menyengat diprediksi asam lemak rantai pendek banyak dijumpai pada sari buah mengkudu. Proses pengolahan sari buah mengkudu akan mempengaruhi kandungan komponen kimiawi dalam bahan. Lazimnya sari buah mengkudu yang telah diperas segera dilakukan pasteurisasi. Kenyataannya dilapangan disimpan dulu di dalam suhu dingin untuk menunggu proses pasteurisasi.Selama waktu tunggu itulah terjadi perubahan kimiawi dalam sari buah. Dalam penelitian ini akan ditinjau kandungan kimiawi khususnya alkohol, total asam, pH sari buah mengkudu selama penyimpanan pada suhu rendah sebelum proses pasteurisasi. Demikian juga kandungan asam lemak dan kandungan bakterinya setelah mendapatkan perlakukan penyaringan dengan mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi. Dengan mengetahui komponen kimiawi dan kandungan mikroflora sari buah mengkudu pada perlakuan penyaringan maka dapat diinformasikan proses penyaringan yang sebaiknya dillakukan oleh produsen sari buah mengkudu.
2. Metodologi Tempat Penelitian dan Bahan Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Biokimia dan Mikrobiologi Fakultas Teknnologi Pertanian Institut Teknologi Indonesia pada tahun 2002. Buah mengkudu diperoleh dari kebun Tim 5 yang beralamat di Sawangan, Desa Cinangka Bogor. Bahan kimia yang digunakan adalah senyawa n-hexana, NaOH-Metanol 5%, BF3-Metanol 10%, Standard larutan asam lemak dalam bentuk metil ester (Supelco TM 37 Componen FAME Mix). Beberapa Media PCA, PDA, , MRS Agar, Endo Agar dll Metode Penelitian 1). Pembuatan sari mengkudu: 10 kg buah mengkudu yang telah diperam 3 hari dibesihkan dipres dengan menggunakan kain saring , cairan yang diperoleh disaring kembali dengan saringan, disimpan pada suhu 5°C dan 25°C siap bahan ini siap dianalisis. 2) Analisis cairan mengkudu dilakukan setiap 12 jam selama 72 jam untuk pH (Muchtadi dkk., 1985), asam laktat (Egan, dkk., 1981), dan alkohol (AOAC, 1984). 3) Analisis mikrobiologi sample pada sari buah mengkudu sebelum dan sesudah penyimpanan, sebelum dan sesudah disaring dengan mikrofiltrasi, dan sesudah di saring dengan ultrafiltrasi dengan metoda cawang tuang (total plate count, Fardiaz, 1993). 4) Analisis asam lemak dilakukan dengan gas Chromatografi pada sample sebelum dan sesudah disaring dengan membran mikrofiltrasi
3. Hasil dan Duskusi Nilai pH, Total Asam laktat, dan kadar alkohol Nilai pH sari buah mengkudu pada penyimpanan suhu 5°C dan 25°C selama pengukuran berfluktuasi, namun kecenderungannya adalah menurun seperti pada Gambar 1. Perbedaan suhu penyimpanan tidak secara jelas mempengaruhi penurunan pH saribuah mengkudu. Hal ini dimungkinkan bahwa sari buah mengkudu mengandung zat anti mikroba yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri khususnya bakteri yang peka terhadap senyawa anti bakteri. Dengan demikian hanya bakteri tertentu yang tahan hidup dan berkembang biak. Oleh karena itu perbedaan pH sari buah mengkudu yang disimpan pada kedua macam suhu tersebut sedikit perbedaannya. Pada penyimpanan 24 jam nilai pH mencapai puncaknya.
608
1.2
4.5 4
1 Total asam (%)
3.5 Nilai pH
3 2.5 2 1.5 1 0
B
0.6 0.4 0.2
0.5
A
0.8
0 0 12 24 36 48 60 72
A
Lama penyimpanan (jam)
Gambar 1. Grafik analisis pH pada sari buah mengkudu yang disimpan pada suhu yang berbeda A (5° C) dan B (25° C)
B
0
12 24 36 48 60 72 Lama Penyimpanan (jam)
Gambar 2. Grafik analisis total asam laktat pada sari buah mengkudu yang disimpan pada suhu yang berbeda A (5° C) dan B (25° C)
Sebaliknya keasaman total yang dinyatakan dalam asam laktat sari buah mengkudu mengalami kenaikan selama penyimpanan baik pada suhu 5° C maupun suhu 25°C seperti yang disajikan pada Gambar 2. Total asam laktat pada suhu penyimpanan 5° C tertinggi dijumpai pada saat penyimpanan 36 jam yaitu 0.81% sebaliknya pada penyimpanan 25° C dijumpai pada peyimpanan 60 jam. Hal ini dimungkinkan ada beberapa bakteri yang tahan terhadap zat anti bakteri khususnya pada bakteri yang tahan asam. Meningkatnya total asam sejalan dengan turunnya nilai pH. Pada penyimpanan sari buah dengan suhu 25°C fermentasi berjalan lebih cepat ditandai dengan relatif tingginya total asam yang terdeteksi. Asam asam tersebut dapat diperoleh dengan cara fermentasi homo- maupun heterofermentatif. Jika fermentasi homofermentatif maka glukosa yang ada pada sari buah mengkudu dipecah menjadi asam laktat melalui jalur EMP, dimana glukosa dikonversi menjadi asam piruvat yang selanjutnya menjadi asam laktat (Stainer, dkk., 1976) Kadar alkohol sari buah mengkudu yang disimpan pada suhu 25°C secara ekstrim naik selama penyimpanan, demikian pula kadar alkohol pada suhu 5°C. Namun pada waktu penyimpanan 60 jam kadar alkohol secara drastis menurun bahkan pada suhu 5°C kadar alkohol tidak terdeteksi (Gambar 3). Naiknya kadar alkohol pada penyimpanan 12 jam sampai 24 jam menunjukkan bahwa mikroba khususnya bakteri dan yeast mampu memetabolisme glukosa yang ada pada sari buah mengkudu dikonversi menjadi alkohol. Setelah melewati penyimpanan 24 jam kadar alkohol kedua sampel menurun secara drastis, namun untuk penyimpanan pada suhu 25° C penurunan kadar alkohol relatif lambat. Menurut Daulay, 1992 kebanyakan mikroba penghasil alkohol akan tumbuh optimal pada suhu 27-30° C. Hubungan antara asam laktat alkohol dan nilai pH sari buah mengkudu, berdasarkan Stainer, dkk., 1976, jalur pembentukan alkohol dan asam laktat berbeda, sehingga memungkinkan dalam waktu yang bersamaan dihasilkan asam laktat dan alkohol . Alkohol mempengaruhi kestabilan ion H+ sehingga terjadi perubahan pH. Pada penyimpanan 12 jam baik suhu 5°C dan 25°C nilai pH mengalami kenaikan hal ini diduga saat itu produksi alkohol lebih tingi daripada produksi asam laktat. Penurunan nilai pH setelah 12 jam penyimpanan disebabkan produksi asam organik yang terus meningkat sementara produksi alkohol menurun akibat oksidasi lebih lanjut alkohol menjadi asam asam organik misalnya asam cuka.
609
6
Kadar Alkohol (%)
5 4 A B
3 2 1 0 0
12
24
36
48
60
72
Lama Penyimpanan (jam) Gambar 3. Grafik analisis kadar alkohol sari buah mengkudu yang disimpan pada dua macam suhu yang berbeda A (suhu 5°C) dan B (suhu 25°C) Mikroorganisme Kandungan mikroorganisme dalam sari buah mengkudu baik sebelum perlakukuan mikrofiltrasi dan sesudah mikrofiltrasi dapat dilihat pada Tabel 1 berikut. Tabel 1. Hasil Identifikasi mikroorganisme dalam sari buah mengkudu Sample Sari buah mengkudu Tanpa Diperam (1) Retentat (1) Permeat (1) Diperam (2) Retentat (2) Permeat (2)
TPC
Kapang
1,11 x 102
6.00 x 101
5.00 x 102 1.82 x 102 8.20 x 102 -
2,72 x 102 1,02 x 102 6,50 x 102 -
Total Mikroba (sel/ml) Yeast Bakteri asam laktat 1.00 x 101 1.00 x 102 7.00 x 101 2.00 x 102 -
-
Coliform -
Sampel sari buah mengkudu yang dianalisis secara mikrobiologi ada yang diperam dan ada yang tidak diperam. Pemeraman dilakukan 12 jam pada suhu 10°C. Jumlah total plate countnya yang diperoleh pada sample yang tidak diperam lebih kecil daripada yang diperam. Hal ini disebabkan selama pemeraman terjadi proses perkembangbiakan sel mikroba. Membran mikrofiltrasi digunakan dalam penelitian ini dengan tujuan untuk melihat pengaruh penggunaan membran terhadap keberadaan mikroba dalam sari buah mengkudu. Jumlah TPC pada retentate baik yang diperam maupun yang tidak selalu mengandung jumlah sel yang lebih besar. Hal ini disebabkan biomasa mikroba terkonsentrasi pada retentat.Total kapang yang diperoleh juga lebih kecil dibandingkan dengan TPC nya penyebarannya mengikuti penyebaran TPC artinya yang diperam kandungan kapang dan khamirnya jauh lebih tinggi daripada yang tidak diperam. Demikian juga total kapang dan khamir pada retentate selalu lebih besar daripada sample lainnya bahkan pada permeate sudah tidak diketemukan mikroba.
610
Keadaan ini menunjukkan bahwa membran mikrofiltrasi dapat menyaring mikroba yang ada pada sari buah mengkudu.Tidak ditemukan adanya Coliform dan bakteri asam laktat pada semua sampel. Jika tidak ditemukan Coliform berarti produk tidak terkontaminasi dengan air limbah atau air kotor. Dengan demikian proses pembuatan sari buah mengkudu relatif baik. Pada sari buah mengkudu yang hanya disaring dengan kain saring dan tanpa dipasteurisasi masih ditemukan adanya isolat bakteri Bacillus panthotenticus dan Serratia plymutica (Amar, dkk., 2004). Dengan demikian Jika sari buah mengkudu sudah disaring dengan membran mikrofiltrasi walaupun tanpa pasteurisasi sudah aman dari mikroorganisme. Sedangkan pada Badeg Pace yaitu sari buah mengkudu yang difermentasi secara spontan banyak dijumpai bakteri asam laktat yaitu jenis Pediococcus sp dan Lactobacillus delbrueckii (Amar, dkk., 2002) Asam Lemak Asam lemak yang ada pada cairan buah dianalisis dengan gas Chromatografi. Sampel yang dianalisis berasal dari sari buah mengkudu hasil ekstraksi dan dilanjutkan dengan penyaringan. Sehingga diperoleh beberapa hasil profil asam lemaknya yaitu profil asam lemak sebelum disaring, retentate, dan permeat . Profil asam lemak sari buah mengkudu hasil ekstraksi relatif lengkap, demikian juga setelah melewati membran mikrofiltrasi hanya saja persentasenya ada yang semakin berkurang ada juga yang semakin bertambah. Pada Tabel 2 berikut disajikan profil asam lemak sari buah mengkudu. Tabel 2. Hasil Analisis asam lemak sari buah mengkudu setelah penyaringan dengan membran mikrofiltrasi (ppm) pengukuran dilakukan dengan Gas Chromatografi No 1 2 3 4 5 6 7 8
Jenis asam lemak Asam butirat Asam kaproat Asam kaprilat Asam kaprat Asam laurat Asam miristat Palmitat oleat
Hasil ekstraksi 2.781 14.448 32.650 0.9 1.1 1.317
Retentate 10.543 23.322 23.322 7.028
Permeate 9.523 10.476 37.142 6.190
Profil asam lemak sari buah mengkudu hasil ekstraksi relatif bervariasi mulai asam lemak butirat rantai pendek sampai rantai panjang. Namun jika dibandingkan dengan hasil identifikasi Ngakan dkk., (2000) nampaknya berbeda, dalam penelitian ini tidak ditemukan adanya asam stearat. Profil asam lemak pada retentate mengalami peningkatan konsentrasi, namun ada juga yang mengalami penurunan. Pada permeate semua komponen yang terkonsentrasi di retentate mengalami penurunan kecuali asam kaprilat yang meningkat. Asam lemak rantai panjang tidak ditemukan lagi pada permeate. Hal ini dimungkinkan ukuran partikel asam lemak yang besar sehingga tidak melewati membran. Penampakan sari buah mengkudu setelah melewati membran mikrofiltrasi adalah relatif bening dan tanpa endapan, tetapi bau masih relatif menyengat. Terkonsentrasinya beberapa asam lemak pada retentate disebabkan sebagian partikel tidak dapat melewati pori-pori membran, sedangkan volume cairan semakin berkurang sehingga konsentrasi meningkat. Bau sari buah mengkudu yang ada pada retentate sangat tajam dan menyengat.
4. Kesimpulan 1. Penyimpanan sementara sari buah mengkudu sebelum pasteurisasi baik pada suhu 5 dan suhu 25°C mempengaruhi komponen kimiawi misalnya alkohol, asam organik dan pH . 2. Kandungan mikroba sari buah mengkudu yang diperam jauh lebih banyak daripada yang tidak diperam baik TPC, kapang dan khamir. Bakteri jenis Coliform tidak dijumpai pada sample yang diperam maupun yang tidak. Bahkan bakteri yang diharapkan yaitu bakteri asam laktat tidak dijumpai pula dalam sample.
611
3. Profil asam lemak sari buah mengkudu hasil ekstraksi lebih banyak dibandingkan dengan hasil mikrofiltrasi. Yang mendominasi asam lemak kaprilat sebesar 32.650 ppm disusul dengan asam kaproat dan butirat, tidak dijumpai asam laurat pada semua sample.
Daftar Pustaka 1. Amar, A ., E. S. Tampubolon., D. Triwardani, 2004 Isolasi dan Identifikasi Bakteri dalam Proses pembuatan Sari buah Mengkudu (Morinda citrifolia, L) Seminar PATPI 17-18 Desember 2004 Jakarta 2. Amar, A., S. Sukotjo, L. Suan, 2002 Isolasi dan Identifikasi bakteri dalam Badeg pace dari Ponorogo jawa Timur. Jurnal Biosains Volume 7 No 2. Institut Teknologi Bandung 3. A.O.A.C. 1984 Official Methods of Analysis of The Association of Official Agriculture Chemist Washington DC 4. Egan, H., R.S Kirk dan R Sawyer. 1981. Person’s Chemical Analysis of Food. Ed.8 Churchil Living Stone, Edinburg London Melbourne. And New York 5. Fardiaz, S 1993 Analisis Mikrobiologi Pangan. P.T. Radja Grafindo Persada Jakarta 6. Heyne, K. 1987 Tumbuhan Berguna Indonesia. Terjemahan Balitbang Kehutanan Jakarta 7. Muchtadi, T. R. 1985. Petunjuk Laboratorium teknologi Pengolahan Pangan. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 8. Nagkan, T. A., H, G. Pohan., Subagja., R. Rumsih., Nanag. 2000 Pengembangan sediaan Tanaman Obat sebagai bahan Baku Industri. Laporan Litbang Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Hasil Pertanian. Proyek Pengembangan dan Pelayanan Teknologi Industri Hasil Pertanian Bogor 9. Stainer, R. Y., E.A. Adelberg., J. L Ingraham. 1976 Microbial World. Prentice Hall Inc., New Jersey 10. Stephen, A. M 1998. Regulatory Aspects of Functional Product. Dalam Mazza, G Functional Foods, Biocvhemical and Processing Aspects. Technomic Publishing Co. Inc., Lancaster.
612
