8
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Inokulum Probiotik
Inokulum merupakan kultur mikroorganisme yang ditumbuhkan pada substrat sebagai media tumbuh. Susanto (1994) menyatakan bahwa ragi mengandung mikoflora seperti kapang, khamir dan bakteri dapat berfungsi sebagai starter fermentasi. Kata ”ragi” digunakan untuk menyebut adonan atau ramuan yang digunakan dalam permbuatan berbagai makanan dan minuman seperti tempe, oncom, tape, roti, anggur, bir, brem dan lain-lain (Ekowati, Sumardi, dan Handayani, K., 2013). Ragi merupakan stater atau inokulum tradisional Indonesia untuk membuat berbagai macam makanan fermentasi seperti tape, brem cair atau padat. Mikroorganisme yang terkandung dalam ragi umumnya berupa kultur campuran (mixed culture) yang terdiri dari kapang, khamir, dan bakteri. Suherlan (1994) menyatakan bahwa ragi yang mengandung mikoflora seperti kapang, khamir dan bakteri dapat berfungsi sebagai starter fermentasi. Selain itu ragi juga kaya akan protein yaitu sekitar, 40-50% tergantung dari jenis bahan penyusunnya. Beberapa jenis mikroorganisme yang terdapat dalam ragi antara lain Chlamydomucor oryzae, Rhizopus oryzae, Mucor sp., Candida sp., Saccharomyces cerevicae, Saccharomyces verdomanii.
9
Dalam proses fermentasi tradisional misalnya pembuatan tape dibantu dengan penambahan inokulum. Inokulum tersebut terbuat dari rempah-rempah yang mengandung kapang dan khamir. Kapang dan khamir yang terdapat dalam ragi tersebut terbentuk secara alami (Suherlan, 1994).
Raharjanti (2006) telah melakukan identifikasi mikroorganisme pada ragi tape dari tiga daerah yaitu DKI Jakarta, Semarang dan Bandung, menemukan kapang dan khamir yang dapat dikelompokkan menjadi 5 Genus yaitu Mucor, Rhizopus, Aspergillus, Saccharomycopsis dan Saccharomyces. Jika dibandingkan antara hasil penelitian Raharjanti (2003), Hongsprabhas dan Ken A. Bucle (2003), fungi dari jenis kapang dan khamir yang diperoleh secara umum hampir sama yaitu genus Aspergillus dan Saccharomyces. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan mikroorganisme yang terdapat dalam tape/ragi tape secara umum tidak berubah banyak walaupun sudah diproduksi sejak berpuluh-puluh tahun yang lalu.
Khamir merupakan jamur yang digunakan sebagai bahan probiotik ternak ruminansia. Sumber khamir dapat diperoleh dengan cara mengisolasi dari cairan rumen. Keuntungan penggunaan khamir karena sifatnya yang anaerob fakultatif dan mudah dalam produksinya (Sugoro, 2006).
Tempe adalah produk fermentasi yang amat dikenal oleh masyarakat Indonesia dan mulai digemari pula oleh berbagai kelompok masyarakat Barat. Tempe dapat dibuat dari berbagai bahan, tetapi yang biasa dikenal
10
sebagai tempe oleh masyarakat pada umumnya ialah tempe yang dibuat dari kedelai (Suherlan, 1994).
Tahapan proses yang melibatkan jamur dalam pembuatan tempe adalah saat inokulasi atau fermentasi. Kelompok jamur yang paling berperan dalam pembuatan tempe adalah genus Rhizopus. Jamur Rhizopus sp telah diketahui sejak lama sebagai jamur yang memegang peranan utama pada proses fermentasi kedelai menjadi tempe. Jamur Rhizopus sp membentuk padatan kompak berwarna putih yang disebut sebagai benang halus/biomasa. Benang halus atau biomasa disebabkan adanya miselia jamur yang tumbuh pada permukaan biji kedelai dan menghubungkan biji-biji kedelai tersebut. Jenis Rhizopus sp sangat beragam sehingga perlu diisolasi serta diidentifikasi morfologi dan sifat-sifatnya. Identifikasi berdasarkan morfologi jamur yaitu dengan mengamati sporangiofor, sporangium dan sporangio-spora (Dewi, dan Saefuddin Aziz, 2011).
Inokulum probiotik merupakan formula dari mikroorganisme khamir, kapang dan bakteri Bacillus. Probiotik adalah makanan pelengkap berupa mikroorganisme hidup yang memberikan keuntungan pada saluran pencernaan inang. Probiotik merupakan bahan makanan yang tidak tercerna dan memberikan keuntungan pada inang melalui stimulasi selektif terhadap aktivitas satu atau sejumlah bakteri yang terdapat di dalam kolon. Pada saat ini, mikroorganisme yang banyak digunakan sebagai probiotik yaitu strain Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacillus sp., Streptococcus, yeast dan Saccharomyces cereviceae (Roberfoid, 2000).
11
Mikroorganisme probiotik dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu probiotik tradisional dan probiotik generasi baru. Beberapa penelitian membuktikan bahwa makanan tambahan dengan bakteri asam laktat tidak hanya menekan pertumbuhan mikroorganisme patogen dalam usus, tetapi juga memperbaiki kecepatan pertumbuhan dan efisiensi dalam peternakan ayam (Moorthy, 2006).
Menurut Mc Naught dan Macfie (2000), mikroorganisme dapat dikatakan mempunyai status probiotik bila memenuhi sejumlah syarat sebagai berikut : 1. Dari hewan inang dapat diisolasi dengan spesies yang sama. 2. Bersifat menguntungkan bagi hewan inang. 3. Tidak bersifat pathogen. 4. Dapat berpindah tempat dan bertahan hidup pada saluran pencernan hewan inang. 5. Mikroorganisme tersebut harus mampu bertahan hidup pada periode yang lama selama penyimpanan. Probiotik berkompetisi terhadap makanan dan memproduksi zat antimikroorganisme. Mikroorganisme probiotik menghambat organisme patogen dengan berkompetisi di dalam saluran pencernaan untuk difermentasi guna mendapatkan sejumlah substrat bahan makanan. Substrat bahan makanan tersebut berfungsi untuk perkembang biakan probiotik dengan baik. Substrat bahan makanan yang mendukung perkembangan mikroorganisme probiotika dalam saluran pencernaan disebut prebiotik. Prebiotik adalah makanan yang tidak dapat dicerna usus, berfungsi sebagai suplemen untuk
12
pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme baik dalam sistem pencernaan (Patterson dan Burkholder, 2003).
Sumber alami prebiotik berasal dari produk susu yang mengandung FOS (Frukto Oligisakarida) dan GOS (Galakto Oligosakarida). Selain itu prebiotik jenis inulin (serat karbohidrat oligosakarida), juga terdapat dalam buahbuahan, kacang polong-polongan, biji utuh sereal misalnya gandum, sayursayuran misalnya asparagus, brokoli dan bumbu-bumbu masak misalnya bawang putih, bawang merah, bawang prei, dan lain-lain ( Dwita, 2013).
Probiotik bekerja menstimulasi mukosa dan meningkatkan sistem kekebalan hewan inang. Mikroorganisme probiotik mampu mengatur sistem kekebalan inang dari berbagai aspek. Kemampuan mikroorganisme probiotik dalam meningkatkan kekebalan hewan inang adalah dengan cara mengeluarkan toksin yang menghambat pertumbuhan mikroorganisme patogen dalam saluran pencernaan. Toksin-toksin yang dihasilkan tersebut merupakan antibiotik bagi mikroorganisme patogen, sehingga penyakit yang ditimbulkan oleh mikroorganisme tersebut dapat hilang dengan sendirinya. Hal ini memberikan keuntungan terhadap kesehatan inang sehingga tahan terhadap serangan penyakit (Budiansyah, 2004).
Pada ternak ruminansia, pemberian probiotik akan meningkatkan bakteri selulolitik dan asam laktat pada saluran pencernaan. Pada unggas, probiotik akan menambah jumlah mikroorganisme yang menguntungkan dan menekan mikroorganisme yang merugikan dengan cara berkompetisi untuk hidup di
13
dalam saluran pencernaan. Efek kesehatan yang menguntungkan dari probiotik adalah : 1. Memperbaiki keluhan laktosa intolerance, 2. Meningkatkan ketahanan alami terhadap infeksi usus, 3. Menghambat pertumbuhan kanker 4. Mengurangi kadar kolesterol darah, 5. Memperbaiki pencernaan, 6. Stimulasi imunitas gastrointestinal (Fuller , 1992 dan Karpinska et al.,2001).
Pakar Mikrobiologi ini juga merekomendasikan probiotik dengan dosis 106-107 CFU/g perlu ditambahkan dalam pakan ayam untuk mencapai keseimbangan antara mikroorganisme probiotik dan mikroorganisme yang terdapat dalam usus. Pada seluruh spesies hewan, sangat direkomendasi untuk menggunakan probiotik pada kondisi stress, transportasi, perubahan diet pakan, lepas sapih, kehamilan dan laktasi (ruminansia dan babi) (Tedesco, dkk. 1994).
Roberfoid (2000), melaporkan bahwa penggunaan ammonia pada ternak unggas dapat menurunkan aktivitas enzim urease, yaitu suatu enzim yang bekerja menghidrolisis urea menjadi amonia sehingga pembentukan amonia menjadi berkurang. Amonia adalah senyawa kimia yang dapat menyebabkan keracunan pada ternak unggas.
Kehadiran mikroorganisme pada inokulum probiotik dapat bersifat menguntungkan terutama di lingkungan, karena kemampuan mikroorganisme
14
dalam merombak senyawa organik komplek menjadi senyawa sederhana yang sangat dibutuhkan tanaman sebagai sumber nutrien. Di dalam tape terdapat mikroorganisme yang dapat mengubah karbohidrat (pati) menjadi gula sederhana (glukosa) yang selanjutnya diubah lagi menjadi alkohol. Jenis Rhizopus yang dapat digunakan sebagai inokulum dalam pembuatan tempe yaitu Rhizopus oligosporus, R. oryzae, R. stolonifer (Dewi, dan Saefuddin ‘Aziz, 2011).
B. Kandungan Bahan yang digunakan dalam Membuat Inokulum Probiotik
Bahan- bahan yang digunakan dalam membuat inokulum tape memiliki kandungan zat kimia yang berbeda, sehingga dapat menyebabkan terjadinya perbedaan keanekaragaman mikroorganisme dalam inokulum. Adapun kandungan zat kimia yang terdapat dalam pembuatan ragi adalah sebagai berikut : 1. Jeruk Nipis ( Citrus aurantifolia ) Jeruk nipis mengandung unsur kimia yang bermanfaat, diantaranya ; asam sitrat, asam askorbat dan asam amino dimana senyawa tersebut bersifat asam, sehingga memiliki kadar pH yang rendah, juga memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan bakteri yang tidak tahan terhadap senyawa asam ( Winarno, 1989). 2. Lengkuas ( Alpinia galangal L. ) Senyawa kimia utama lengkuas yaitu minyak astiri yang mengandung sineol, karanol dan farnesen . Rimpang lengkuas efektif untuk meenghambat pertumbuhan jamur patogen pada manusia seperti
15
Trichophyton longifusus , Cryptococcus neoformas dan Microsporum gypseum ( Robinso, T., 1996). 3. Cabe Jawa ( Piper longum L. ) Dari hasil analisis kimia, cabe jawa mengandung bahan piperina, piperidinia, dammar, gom dan minyak astiri. Minyak astiri pada pada cabe jawa bermanfaat untuk menhgambat pertumbuhan antibakteri dan antiseptic. Hal ini disebabkan karena adanya kandungan senyawa fenolik bermolekul rendah ( Rachmad dkk., 2000 ). 4. Bawang Putih ( Allium sativum L.) Bawang putih mengandung 0,2 % minyak astiri yang berwarna kuning kecoklatan dengan komposisi utama adalah turunan asam amino yang mengandung sulfur (Aliin 0,2 – 1 % ). Dalam proses pengirisan umbi, dengan bantuan enzim Allinase, Aliin diubah menjadi Allicin . Allicin inilah yang berdaya sebagai antibakteri. 5. Lada Putih ( Piper ningrum L. ) Komponen kimia yang terkandung dalam lada putih adalah piperin, piperidin, lemak, asam piperat, chavisin dan miyak terbang yang terdiri dari felanden, kariofilen dan terpen-terpen. Minyak esensial pada lada putih hanya terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit yaitu sekitar 1%. Senyawa piper dan capsicum pada lada putih mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme dalam konsentrasi tinggi serta dapat menghambat discolorisasi dengan sedikit modifikasi warna sosis dan juga dapat mencegah oksidasi lipid yang mengarah pada penghambatan formasi off odor (Sundari dan Winarno , 2001).
16
C. Kapang.
Inokulum tempe merupakan bibit yang dipergunakan untuk pembuatan tempe. Oleh karena itu sering juga disebut sebagai stater tempe. Inokulum tempe mengandung jamur Rhizopus sp. yang dikenal juga sebagai jamur tempe. Secara tradisional, jamur untuk starter pembuatan tempe biasanya diambil dari daun pisang bekas pembungkus tempe pada waktu pembuatan, atau daun aru serta daun jati yang dikenal sebutan usar, meskipun demikian penggunaan daun pisang atau usar ini sangat terbatas dan hanya untuk produksi kecil-kecilan. Untuk produksi yang lebih besar, starter tempe dibuat dengan memperbanyak jamur tempe pada media tertentu. Selanjutnya, spora yang dihasilkan diawetkan dalam keadaan kering bersama medium tempat tumbuh jamur tempe tersebut. Dengan teknik seperti ini kualitas tempe yang diproduksi akan terjamin, karena dosis penggunaan starter dapat diatur (Ekowati, Sumardi, dan Handayani, K., 2013).
Fungi dapat digolongkan menjadi jamur, kapang dan khamir. Kapang adalah fungi multiseluler yang mempunyai filamen dan pertumbuhannya pada substrat mudah dilihat berupa penampakannya yang berserabut seperti kapas. Pertumbuhannya mula-mula berwarna putih, tetapi jika spora telah timbul akan terbentuk berbagai warna tergantung dari jenis kapang ( Ali, 2005).
Menurut Fardiaz (1992), kapang terdiri dari suatu thallus yang tersusun dari filamen yang disebut hifa. Kumpulan hifa membentuk jalinan yang disebut miselium. Setiap hifa memiliki lebar 5-10 m. Menurut Fardiaz (1992) dan Waluyo (2004), kapang dapat dibedakan menjadi 2 kelompok berdasarkan
17
struktur hifa, yaitu hifa tidak bersekat atau nonseptat dan hifa bersekat atau septat.
Sebagian besar kapang bersifat mesofilik, yaitu mampu tumbuh pada suhu kamar ± 25-30 0C (Tjasyono, 2004). Suhu optimum pertumbuhan untuk kapang berkisar 25-30oC. Semua kapang bersifat aerobik yakni membutuhkan O2 dalam respirasi (Waluyo, 2004). Fungi dapat dimanfaatkan dalam budidaya ternak antara lain sebagai pengendali hayati, probiotik dan imunostimulan. Pemanfaatan beberapa fungi golongan kapang dan khamir seperti Duddingtonia flagrans, Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, dan Saccharomyces cerevisiae sebagai agen hayati pengendalian penyakit dapat meningkatkan produktivitas ternak (Kumprechtova, 2000).
D. Jenis Kemasan
Kemasan pangan adalah bahan yang digunakan untuk membungkus pangan baik yang bersentuhan langsung dengan pangan maupun tidak. Berikut ini adalah kemasan yang digunakan dalam pengemasan probiotik.
1. Kemasan Alumunium foil
Aluminium foil merupakan bahan kemas dari lembaran alumunium yang padat dan tipis dengan ketebalan <0.15 m. Kemasan ini tidak tembus cahaya, fleksibel dan dapat digunakan sebagai bahan pelapis atau penguat. Kemasan ini dilapisi dengan plastik atau kertas. Bahan baku aluminium
18
foil adalah logam yang dapat dilenturkan pada suhu kamar, umumnya timah, timbal dan alumunium (Julianti dan Nurmiah, 2003).
2. Kemasan Plastik
Plastik merupakan campuran yang mengandung polimer, filler, pemlastis/plasticizer, antioksidan, lubrikan, penstabil/stabilizer panas dan pigmen warna. Jenis polimer yang banyak digunakan adalah polietilen, polipropilen, polivinil klorida dan polistirina. Resiko yang dapat ditimbulkan akibat campuran senyawa tersebut diantaranya senyawa kimia toksik, yang merupakan akibat bermigrasinya plastik dengan produk pangan, yang dipengaruhi oleh tingginya suhu dan lamanya waktu kontak (Julianti dan Nurmiah, 2003).
Plastik merupakan bahan kemasan yang penting di dalam industri pengemasan. Plastik dapat digunakan sebagai bahan kemasan karena dapat melindungi produk dari cahaya, udara, perpindahan panas, kontaminasi dan kontak dengan bahan-bahan kimia. Aliran gas dan uap air yang melalui plastik dipengaruhi oleh pori-pori plastik (0,15 µm), tebal plastik, dan ukuran molekul yang berdifusi pada produk (Deshpande, S. S. 2002).
Plastik umumnya terbuat dari polyolefin film yaitu polyethylene. Polyethylene (PE) terbuat dari ethylene polimer dan terdiri dari tiga macam yaitu Low Density Polyethylene (LDPE), Medium Density Polyethylene (MDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). LDPE
19
paling banyak digunakan sebagai kantung, mudah dikelim dan sangat murah. MDPE lebih kaku daripada LDPE dan memiliki suhu leleh lebih tinggi dari LDPE. HDPE paling kaku di antara ketiganya, tahan terhadap suhu tinggi (120 OC) sehingga dapat digunakan untuk kemasan produk yang harus mengalami sterilisasi (Deshpande, S. S. 2002).
3. Kemasan Kertas
Kertas adalah bahan kemasan buatan yang dibuat dari pulp (bubur kayu). Pada umunya kertas digunakan untuk mengemas bahan atau produk pangan kering sebagai kemasan sekunder (tidak langsung kontak dengan bahan pangan yang dikemas) dalam bentuk dus atau boks karton. Kelemahan kertas adalah mudah robek dan terbakar, tidak dapat untuk mengemas cairan dan tidak dapat dipanaskan, akan tetapi sampah kertas dapat didegradasi secara alami (Julianti dan Nurmiah, 2003).
Kertas dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu kertas kultural atau kertas halus dan kertas industri atau kertas kasar (Junaedi, 2003). Menurut macamnya, kertas digolongkan menjadi glassine, parchment paper, waxed paper, karton (kertas manila dan chipboard), tyvek (kertas dengan kualitas istimewa misalnya warnanya putih, sangat kuat, tidak mengkerut, tahan terhadap bahan kimia) dan kertas berlapis polyethylene (Deshpande, S. S. 2002). Kertas yang biasa digunakan untuk mengemas seperti kertas kraft, kertas kraft karung, kertas manila, yang termasuk dalam kertas industri. Ada dua jenis kertas utama yang digunakan, yaitu kertas kasar dan kertas lunak. Kertas yang digunakan
20
sebagai kemasan adalah jenis kertas kasar, sedangkan kertas halus digunakan untuk kertas tulis yaitu untuk buku dan kertas sampul. Kertas kemasan yang paling kuat adalah kertas kraft dengan warna alami, yang dibuat dari kayu lunak dengan proses sulfat (Julianti dan Nurmiah, 2003).
Kertas minyak berwarna sedikit kecoklatan, sedikit tembus pandang, terbuat dari proses sulfat dan memiliki permukaan licin, tahan minyak dan lemak. (Herudiyanto,M.S. 2008). Berdasarkan hal tersebut, maka kertas yang termasuk kertas minyak berdasarkan hasil pengamatan adalah kertas minyak berwarna putih agak transparan dan licin di kedua sisinya, kertas sampul dengan ciri-ciri berwarna cokelat tua, bagian luar licin dan bagian dalam lebih licin dibanding bagian dalam, kertas glasin, dan kertas roti yang biasa digunakan untuk melapisi bagian bawah roti.
E. Suhu saat Pengemasan dan Penyimpanan.
Pengemasan pangan ada yang dilakukan pada saat pangan bersuhu tinggi (diatas 60 OC), suhu kamar, ataupun suhu rendah. Pengemasan dan penyimpanan pangan pada suhu tinggi dapat meningkatkan migrasi bahan kimia toksik, misalnya formaldehid dari kemasan melamin dapat bermigrasi kedalam pangan pada suhu tinggi (Wigati, 2009).
Menurut Winarno dan Laksmi (1990), proses penyimpanan adalah suatu kegiatan yang dilakukan untuk menahan atau menunda suatu barang sebelum barang tersebut dipakai tanpa merubah bentuk barang tersebut. Menurut Muslimin (1996), lingkungan hidup yang ideal bagi pertumbuhan kapang
21
yaitu pada suhu 22–25 0C. Syarat umum untuk ruang penyimpanan antara lain suhu berkisar antara 18-24 0C, bersih dan terang, mempunyai ventilasi yang baik untuk sirkulasi udara, bebas dari serangan serangga dan tikus yang dapat merusak. Penggunaan suhu rendah yang tepat dapat menghambat : 1. Respirasi dan kegiatan-kegiatan metabolik lainnya. 2. Penuaan karena pematangan, pelunakan, perubahan-perubahan tekstur dan warna. 3. Kerusakan yang disebabkan oleh serbuan bakteri, jamur dan khamir; 4. Pertumbuhan yang tidak diinginkan dan 5. Perubahan-perubahan rasa dan bau
F. Kerusakan Mikrobiologis Inokulum Probiotik.
Bahan kemasan seperti logam, gelas dan plastik merupakan penghalang yang baik untuk masuknya mikroorganisme ke dalam bahan yang dikemas, tetapi penutup kemasan merupakan sumber utama dari kontaminasi. Kemasan yang dilipat atau dijepret atau hanya dilapisi ganda merupakan penutup kemasan yang tidak baik.
Penyebab kontaminasi mikroorganisme pada bahan pangan adalah : 1. Kontaminasi dari udara atau air melalui lubang pada kemasan yang ditutup secara hermetis. 2. Penutupan (proses sealer) yang tidak sempurna 3. Panas yang digunakan dalam proses sealer pada film plastik tidak cukup karena sealer yang terkontaminasi oleh produk atau pengaturan suhu yang tidak baik.
22
4. Kerusakan seperti sobek atau terlipat pada bahan kemasan (Julianti, Elisa dan Nurminah, Mimi, 2006).
Kemasan bahan pangan sangat mempengaruhi keawetan dari bahan pangan yang sudah disterilisasi, diiradiasi atau dipanaskan dengan pemanasan ohmic. Permeabilitas kemasan terhadap gas akan mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, terutama terhadap mikroorganisme yang anaerob patogen. Untuk melindungi bahan pangan yang dikemas terhadap kontaminasi mikroorganisme, maka perlu dipilih jenis kemasan yang dapat melindungi bahan dari serangan mikroorganisme.
Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis kemasan yang baik untuk mencegah kontaminasi mikroorganisme adalah : 1. Sifat perlindungannya terhadap produk dari masuknya mikroorganisme dari luar kemasan 2. Kemungkinan berkembang biaknya mikroorganisme di ruangan antara produk dengan tutup (head space). 3. Serangan mikroorganisme terhadap bahan pengemas ( Nurmiah, 2006).
