OPTIMASI MINUMAN PROBIOTIK DARI AIR PERASAN TAHU MENGGUNAKAN KOAGULAN BATU TAHU DENGAN METODE RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM) Khoirul Muhtarom Prodi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Trunojoyo Korespondensi: Jl. Raya Kamal PO BOX 2 Bangkalan
ABSTRAK Air perasan tahu merupakan salah satu sumber daya melimpah yang tidak terpakai dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kesehatan. Senyawa-senyawa organik yang terkandung didalam whey tahu membuat whey tahu sangat potensial untuk dijadikan sebagai minuman fungsional salah satunya adalah dibuat minuman probiotik karena bakteri asam laktat dimungkinkan dapat tumbuh didalamnya. Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas minuman probiotik berdasarkan aspek rasa dan jumlah bakteri di dalamnya agar mencapai standar minuman probiotik dan mengetahui konsentrasi optimum dari kombinasi perlakuan yang digunakan dalam pembuatan minuman probiotik dari air perasan tahu (whey). Penelitian ini menggunakan metode Response Surface Methodology (RSM) desain tiga variabel Box-Behnken yang terdiri dari tiga faktor dan tiga level yaitu proporsi air dan kedelai (2:1, 3:1, 4:1), konsentrasi sukrosa (0%, 2.5%, 5%) dan konsentrasi inokulum (1%, 2%, 3%) dengan bahan baku utama yang digunakan adalah air perasan tahu yang dibuat dengan koagulan batu tahu. Analisis data dilakukan menggunakan software Minitab 14 dan second order polinomial. Konsentrasi sel dihitung menggunakan metode turbidimetri dengan persamaan Y=209604x-665878 dengan nilai koefisien determinasi yang sangat baik yaitu R2=0,9202. Konsentrasi optimum dari kombinasi perlakuan ditentukan berdasarkan hasil koefisien regresi terestimasi terhadap Optical Density (OD) dan konsentrasi sel. Hasil counter dan surface plot menunjukkan konsentrasi optimum dari kombinasi perlakuan terdapat pada proporsi air dan kedelai 3:1 (0), konsentrasi sukrosa 5% (1) dan konsentrasi inokulum 3% (1). Hasil uji One-Way Anova menunjukkan bahwa panelis lebih menyukai produk setelah penyimpanan lima hari yang ditunjukkan dengan meningkatnya nilai rata-rata dari masing-masing varibel (rasa, warna, aroma dan respon secara keseluruhan). Minuman probiotik yang dibuat dari air perasan tahu tidak dapat mencapai kualitas standar (106-107sel/ml), dikarenakan konsentrasi sel hanya sebesar 3,1 x 105. Kata kunci: Tahu, Whey, Probiotik, Optimasi PENDAHULUAN Latar Belakang Salah satu sumber daya melimpah yang tidak terpakai dan memiliki manfaat yang sangat besar adalah air perasan tahu. Pada tahun 2006 Badan Pusat Statistik mencatat kurang lebih 85.000 unit usaha tahu yang tersebar di beberapa daerah di Indonesia, dengan jumlah tersebut kebutuhan kedelai untuk produksi tahu mencapai 1 juta ton pertahun dan air perasan tahu (whey tahu) yang dihasilkan mencapai 5 juta ton pertahun (Anonimous1 2008). Selama ini air perasan tahu belum dimanfaatkan oleh masyarakat, padahal didalam air perasan tahu mengandung salah satu senyawa yang sangat bermanfaat bagi kesehatan yaitu isoflavon. Isoflavon didefinisikan sebagai senyawa sejenis fitosterol yang mirip dengan estrogen yang berfungsi menurunkan kolestrol dalam tubuh, merupakan antioksidan yang membantu mencegah penuaan dini, mencegah terjadinya athrogenesis, mencegah penyempitan pembuluh darah koroner, dan membantu mengatasi osteoporosis dan menopause (Jackson et al. 2002). Kajian dan penelitian tentang whey tahu dan pemanfaatannya sudah banyak dilaksanakan oleh para peneliti, akan tetapi perlu kajian dan penelitian lebih dalam tentang manfaat dan kegunaan dari whey tahu tersebut. Menurut Basuki (2008) whey tahu memiliki senyawa-senyawa organik yang cukup tinggi seperti protein, lemak, karbohidrat dan alkaloid kedelai yang terdiri atas golongan isoflavon seperti genestein, daidzein, glycetein dan 9 jenis senyawa konjugat glikosidik (Jackson et al. 1 Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo 20 Oktober 2011
2002). Senyawa-senyawa organik yang terkandung di dalam whey tahu membuat whey tahu sangat potensial untuk dijadikan sebagai minuman fungsional salah satunya adalah dibuat minuman probiotik karena mikroorganisme asam laktat dapat tumbuh di dalamnya (Champagne et al. 2003). Rahmah et al. (2010) dalam penelitiannya Fermented Probiotic Tofu Whey Beverage (Produk Probiotik Baru dari Whey Tahu) menyatakan bahwa, whey tahu dapat dijadikan minuman probiotik dengan kondisi optimum, waktu inkubasi starter yoghurt selama 4 jam, penambahan sukrosa sebanyak 5%, jumlah inokulum 1% dan pH mendekati netral. Proses pembuatan minuman probiotik tersebut dilakukan dengan penambahan NaOH pada whey tahu karena whey tahu yang dibuat dengan koagulasi cuka membuat kondisi whey tahu menjadi asam dan tidak cocok untuk pertumbuhan mikroorganisme asam laktat. Hal tersebut berdampak pada minuman probiotik yang dihasilkan memiliki rasa pahit akibat pengaruh dari NaOH yang kadarnya terlalu tinggi untuk mencapai netral dan mikroorganisme asam laktat yang tumbuh didalamnya juga kurang maksimal. Jumlah mikroorganisme probiotik dalam minuman fermentasi bisa berkurang selama penyimpanan (Purwandari et al. 2007), hal itu disebabkan beberapa hal, antara lain rendahnya ketahanan mikroorganisme probiotik terhadap keasaman yang terus naik selama penyimpanan dingin dan zat metabolik yang terdapat dalam bahan tersebut. Turunnya jumlah mikroorganisme probiotik menyebabkan produk rentan terhadap kontaminasi mikroorganisme patogen atau pembusuk. Salah satu jenis koagulasi yang sering digunakan dalam proses pembuatan tahu selain cuka adalah batu tahu. Berbeda dengan cuka, batu tahu merupakan jenis koagulasi yang berbentuk padat, akan tetapi batu tahu mampu menjaga kondisi whey tahu tetap netral. Berdasarkan data tersebut diduga penggunaan batu tahu sebagai koagulasi akan meningkatkan kualitas minuman probiotik yang dibuat dari whey tahu. Oleh karena itu perlu dikaji kondisi optimum pertumbuhan mikroorganisme probiotik yang tumbuh dalam minuman fermentasi air perasan tahu menggunakan koagulan batu tahu agar mencapai jumlah standar sel mikroorganisme probiotik dalam minuman tersebut. Tujuan Penelitian 1. Memperbaiki kualitas minuman probiotik yang berasal dari air perasan tahu (whey) dengan koagulan batu tahu berdasarkan aspek jumlah mikroorganisme di dalamnya agar mencapai standar minuman probiotik (106-107 sel/ml). 2. Mengetahui konsentrasi optimum dari kombinasi perlakuan yang digunakan dalam pembuatan minuman probiotik dari air perasan tahu (whey) untuk memperoleh jumlah sel tertinggi. METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan meliputi Laminair flow dengan merek Flow Cabinet Envair tipe VLF 312, pH meter merek Ezdo tipe PL-600, Oven binder tipe ED 115/E2 00-17291, Autoclaf tipe XXQ. SG41. 280 dan Spektrofotometer model Geneys 10-s. Bahan baku utama terdiri dari air perasan tahu yang dibuat mengunakan koagulan batu tahu yang didapatkan dari toko-toko bahan kimia daerah Surabaya, Sedangkan untuk bahan baku pendukung terdiri dari alkhohol, sepirtus, NaOH dan phenolphtalein. Tahapan Penelitian Pembuatan Air Perasan Tahu Air perasan tahu dihasilkan dari proses pembuatan tahu yang dibuat dengan cara merendam kedelai sebanyak 200-500 g selama 4-6 jam (Suhaidi 2003), kemudian dicuci, dibilas, dan diblender dengan perbandingan proporsi air : kedelai sebesar 2:1, 3:1, dan 4:1. Kedelai yang sudah diblender kemudian disaring untuk menghasilkan ampas tahu dan susu tahu. Susu tahu yang sudah disaring kemudian ditambah dengan batu tahu 1% dan direbus sampai protein-protein yang terdapat dalam susu tahu menggumpal. Setelah protein-protein dalam susu tahu menggumpal dilakukan pencetakan dan pengepresan sehingga dihasilkan tahu dan air perasan tahu. Pembuatan Minuman Probiotik Berdasarkan Desain Penelitian Pembuatan minuman probiotik dari air perasan tahu diawali dengan proses homogenisasi dan sterilisasi air perasan tahu, kemudian minuman probiotik dari air perasan tahu dibuat berdasarkan desain penelitian (Tabel 1).
Parameter Penelitian Uji jumlah mikroorganisme Perhitungan jumlah mikroorganisme dilakukan dengan metode Turbidimetri yang mendasarkan pada hambatan sinar karena adanya sel mikroorganisme. Semakin banyak sel mikroorganisme dalam suatu suspensi maka akan semakin banyak sinar yang terhambat. Jumlah sel mikroorganisme dapat diketahui menggunakan kurva standar yang menunjukkan hubungan sel dengan pembacaan spektrofotometer. Perhitungan jumlah mikroorganisme dilakukan pada panjang gelombang 650 nm. Uji Keasaman Total Kadar keasaman total dihitung sebagai kadar asam laktat menggunakan titrasi dengan 0,1 N NaOH dan 1% phenolphtalein 2-5 tetes sebagai indikator pengukuran keasaman total (Ferdiaz 1989). Desain Penelitian Penelitian ini menggunakan metode Response Surface Methodology (RSM) menggunakan desain tiga variablel Box-Behnken (Orahami 2008), yang terdiri dari tiga faktor yaitu proporsi air dan kedelai (A:K), konsentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum. Proporsi A:K yang digunakan adalah 2:1, 3:1 dan 4:1, konsentrasi sukrosa 0%, 2.5%, 5%; dan konsentrasi inokulum adalah 1%, 2%, 3%. Penelitian dilaksanakan sesuai dengan desain perlakuan yang sudah dibuat, adapun desain penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut:
Tabel 1 Desain penelitian minuman probiotik dari air perasan tahu No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 a)
A:K (%) 2 : 1 (-1)a 2 : 1 (-1) 4 : 1 (1) 4 : 1 (1) 2 : 1 (-1) 2 : 1 (-1) 4 : 1 (1) 4 : 1 (1) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0)
Faktor Kadar Sukrosa (%) 0 (-1)a 5 (1) 0 (-1) 5 (1) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0) 0 (-1) 0 (-1) 5 (1) 5 (1) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0)
Jumlah Inokulum (%) 2 (0)a 2 (0) 2 (0) 2 (0) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 2 (0) 2 (0) 2 (0)
(-1), (0), (1) = kode untuk nilai terkecil, medium dan terbesar menurut desain Box-Behnken
Analisis Data Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software Minitab 14, Model ‘second order polinomial’ sesuai persamaan berikut: YXX 22XXX1X 1, …, adalah estimasi koefisien regresi, dengan adalah konstanta term; 1, 2 adalah efekefek linear; 11, 22 merupakan efek-efek kuadratik; 22 adalah efek-efek interaksi; adalah error/galat; sedangkan X1, X2, variabel bebas yang diberi kode (Myers and Montgomery 2002 dalam Purwandari 2009). 3 Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo 20 Oktober 2011
HASIL DAN PEMBAHASAN Korelasi Konsentrasi Sel Terhadap Optical Density (OD) Kurva pertumbuhan mikroorganisme menunjukkan bahwa nilai korelasi dan rata-rata konsentrasi sel terhadap optical density (OD) sebesar y=209604x-665878 dan nilai koefisien determinan R2=0,9202. Nilai koefisien determinan (R2) dari korelasi rata-rata konsentrasi sel terhadap nilai optical density mendekati angka 1 hal ini berarti bahwa korelasi dua hal tersebut sangat baik. Kurva pertumbuhan mikroorganisme yang sudah dibuat akan digunakan untuk mengetahui konsentrasi sel dari desain perlakuan yang sudah dibuat. Uji Jumlah Mikroorganisme Jumlah mikroorganisme dinyatakan dalam sel/ml diukur dengan OD yang kemudian dikorelasikan dengan konsentrasi sel. Persamaan Y=209604x-665878, menunjukkan Y merupakan konsentrasi sel dan x merupakan nilai OD. Nilai OD dari masing-masing perlakuan dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan nilai absorbansi/OD pada Tabel 3.1, diketahui bahwa nilai absorbansi atau OD berkisar antara 1,67-4,67. Perlakuan Air : Kedelai (A:K) 2:1 memiliki nilai absorbansi paling kecil, yaitu berkisar antara 1,67-1,89. Perlakuan (A:K) 3:1 memiliki nilai absorbansi/OD paling tinggi, berkisar antara 4,17-4,67. Sedangkan pada perlakuan (A:K) 4:1 nilai absorbansi berkisar antara 3,304,09. Nilai absorbansi/OD paling besar ditunjukkan oleh perlakuan (A:K) 3:1 yaitu sebesar 4,67 dan 4,53 dengan konsentrasi sukrosa sebesar 0% dan 2,5% dan inokulum sebesar 3% dan 2%. Berdasarkan nilai absorbansi/OD pada Tabel 3.1, nilai konsentrasi sel dari masing-masing perlakuan berdasarkan persamaan dapat dilihat pada Tabel 3.2. Tabel 2. Nilai Absorbansi/OD desain perlakuan minuman probiotik dari air perasan tahu, A:K (%)
Kadar Sukrosa (%)
Jumlah Inokulum (%)
2 : 1 (-1)a
0 (-1)a
2 (0)a
2 : 1 (-1) 4 : 1 (1) 4 : 1 (1) 2 : 1 (-1) 2 : 1 (-1) 4 : 1 (1) 4 : 1 (1) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0)
5 (1) 0 (-1) 5 (1) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0) 0 (-1) 0 (-1) 5 (1) 5 (1) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0)
2 (0) 2 (0) 2 (0) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 2 (0) 2 (0) 2 (0)
Nilai Absorbansi / OD 1,79 1,67 4,09 3,30 1,89 1,80 3,44 4,08 4,17 4,67 4,28 4,27 4,53 4,33 4,32
Tabel 3. Konsentrasi sel desain perlakuan minuman probiotik dari air perasan tahu, A:K (%)
Kadar Sukrosa (%)
Jumlah Inokulum (%)
2 : 1 (-1)a
0 (-1)a
2 (0)a
2 : 1 (-1) 4 : 1 (1)
5 (1) 0 (-1)
2 (0) 2 (0)
Konsentrasi Sel (sel/mL) Tidak terdeteksi Tidak terdeteksi 1,9x105
4 : 1 (1) 2 : 1 (-1) 2 : 1 (-1) 4 : 1 (1) 4 : 1 (1) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0) 3 : 1 (0)
5 (1) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0) 0 (-1) 0 (-1) 5 (1) 5 (1) 2,5 (0) 2,5 (0) 2,5 (0)
2,6x104 Tidak terdeteksi Tidak terdeteksi 5,5x104 1,9x105 2,1x105 3,1x105 2,3x105 2,3x105 2,8x105 2,4x105 2,4x105
2 (0) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 1 (-1) 3 (1) 2 (0) 2 (0) 2 (0)
Berdasarkan Tabel 3, diketahui bahwa konsentrasi sel dari desain perlakuan memiliki nilai yang berbeda-beda. Pada perlakuan faktor A:K 2:1, konsentrasi sel menunjukkan bahwa sel memiliki konsentrasi yang sangat rendah sehingga tidak dapat diukur, selain itu nilai tersebut menunjukkan bahwa mikroorganisme tidak dapat hidup pada perlakuan tersebut. Perlakuan A:K 3:1, konsentrasi sel memiliki nilai berkisar antara 2,1x105-3,1x105. Perlakuan A:K 4:1, menunjukkan bahwa konsentrasi sel berkisar antara 5,5x104-1,9x105. Konsentrasi sel terbesar terdapat pada perlakuan (A:K) 3:1 dengan nilai konsentrasi sel sebesar 3,1x105 dan 2,8x105 dengan konsentrasi sukrosa sebesar 0% dan 2,5% dan inokulum sebesar 3% dan 2%. Syarat agar suatu produk dapat disebut sebagai minuman probiotik adalah produk tersebut harus mengandung mikroorganisme asam laktat minimal sebesar 1 juta sel. 15 desain peralakuan pada Tabel 3.2 menujukkan belum ada yang mencapai standar tersebut. Uji Keasaman Total Uji keasaman total dilakukan terhadap semua desain perlakuan yang sudah dibuat. Kadar keasaman total yang terhitung merupakan kadar asam laktat yang dititrasi dengan 0,1 N NaOH dan 1% phenolphtalein (Ferdiaz 1989). Tujuan pengujian total asam adalah untuk mengetahui produksi asam organik yang dinyatakan sebagai asam laktat dari mikroorganisme probiotik, total asam akan semakin besar sesuai dengan jumlah mikroorganisme yang ada didalamnya. Nilai total asam dari masingmasing desain perlakuan dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 4 menunjukkan nilai total asam yang bervariasi dari setiap perlakuan. Nilai total asam yang ditunjukkan pada Tabel 3.3 bertolak belakang dengan Tabel 3.2. Jika ditinjau dari konsentrasi sel pada Tabel 3.2 seharusnya nilai total asam paling besar ditunjukkan pada perlakuan dengan proporsi air dan kedelai 3:1, akan tetapi nilai total asam pada Tabel 3.3 menunjukkan bahwa total asam terbesar dihasilkan oleh perlakuan dengan proporsi air dan kedelai 2:1 yang memiliki konsentrasi sel 0 dengan nilai total asam berkisar antara 0,459-0,6285%. Pada perlakuan proporsi air dan kedelai 3:1 dan 4:1 nilai total asam berkisar antara 0,315-0,4935% dan 0,383-0,420%. Tabel 4 Nilai keasaman total minuman probotik dari air perasan tahu, A:K (%)
Kadar Sukrosa (%)
Jumlah Inokulum (%)
2 : 1 (-1)a
0 (-1)a
2 (0)a
2 : 1 (-1) 4 : 1 (1) 4 : 1 (1) 2 : 1 (-1)
5 (1) 0 (-1) 5 (1) 2,5 (0)
2 (0) 2 (0) 2 (0) 1 (-1)
Total Asam (%) 0,459 0,485 0,383 0,386 0,540 5
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo 20 Oktober 2011
2 : 1 (-1) 2,5 (0) 3 (1) 0,629 4 : 1 (1) 2,5 (0) 1 (-1) 0,410 4 : 1 (1) 2,5 (0) 3 (1) 0,420 3 : 1 (0) 0 (-1) 1 (-1) 0,450 3 : 1 (0) 0 (-1) 3 (1) 0,420 3 : 1 (0) 5 (1) 1 (-1) 0,494 3 : 1 (0) 5 (1) 3 (1) 0,435 3 : 1 (0) 2,5 (0) 2 (0) 0,444 3 : 1 (0) 2,5 (0) 2 (0) 0,429 3 : 1 (0) 2,5 (0) 2 (0) 0,315 Menurut Purwandari (2009) pada yoghurt nilai keasaman umumnya sekitar 1 yang berasal dari perubahan laktosa susu menjadi asam laktat oleh mikroorganisme yoghurt. Dengan demikian kadar keasaman total dalam air perasan tahu yang terfermentasi ini, termasuk rendah. Hal ini kemungkinan disebabkan pertumbuhan mikroorganisme yang tidak terlalu baik. Air perasan tahu memilki keterbatasan kadar protein, dan nutrisi minor, sehingga perlu penambahan pepton untuk pertumbuhan mikroorganisme yang optimal (Liong 2009). Efek buffering dimungkinkan jadi salah satu faktor hal tersebut terjadi, karena pengaruh dari zat-zat lain yang bersifat basa yang mampu menetralkan asam yang terdapat di dalam air perasan tahu seperti protein, karbohidrat dan padatan terlarut membuat total asam yang terdapat di dalam minuman probiotik dari air perasan tahu tinggi. Analisis Response Surface Methodology (RSM) Berdasarkan analisis RSM yang sudah dilakukan, koefisien regresi terestimasi (estimated regression coefficient) untuk OD, konsentrasi sel dan total asam dari masing-masing variabel dapat dilihat pada Tabel 5, Tabel 6 dan Tabel 7. Tabel 5 Koefisien regresi terestimasi untuk OD, Terminologi Konstanta A:K Sukrosa Inokulum A:K*A:K Sukrosa*Sukrosa Inokulum*Inokulum A:K*Sukrosa A:K*Inokulum Sukrosa*Inokulum
Koefisien 4,39133 -0,04442 0,55421 0,44379 -1,61121 -0,06796 0,02187 -0,16783 0,18300 -0,12775
T 8,613 -0,142 1,775 1,421 -3,506 -0,148 0,048 -0,380 0,414 -0,289
P 0,000 0,892 0,136 0,214 0,017 * 0,888 0,964 0,719 0,696 0,784
* Nilai p-value signifikan
Tabel 6 Koefisien regresi terestimasi untuk konsentrasi sel Terminologi Koefisien Konstanta 254563 A:K -9310 Sukrosa 116164 Inokulum 93021 A:K*A:K -337716 Sukrosa*Sukrosa -14244 Inokulum*Inokulum 4585 A:K*Sukrosa -35179
T
P 2,382 0,063 -0,142 0,892 1,775 0,136 1,421 0,214 -3,506 0,017* -0,148 0,888 0,048 0,964 -0,380 0,719
A:K*Inokulum Sukrosa*Inokulum
38358 -26777
0,414 -0,289
0,696 0,784
Berdasarkan Tabel 5, diketahui bahwa nilai koefisien dari masing-masing variabel memiliki nilai yang berbeda, sebagian variabel memiliki nilai positif seperti pada; sukrosa, inokulum, inokulum*inokulum dan A:K*inokulum, akan tetapi ada beberapa variabel yang memiliki nilai negatif seperti pada; A:K, A:K*A:K, sukrosa*sukrosa, A:K*sukrosa dan sukrosa*inokulum. Nilai koefisien positif menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah variabel positif yang ditambahkan, maka nilai OD akan memiliki korelasi positif, tetapi sebaliknya semakin banyak jumlah variabel negatif yang ditambahkan maka nilai OD akan memiliki korelasi negatif. Nilai OD digunakan untuk memperkirakan konsentrasi sel, sehingga nilai p-value yang terdapat pada koefisian regresi terestimasi untuk konsentrasi sel memiliki nilai yang sama dengan nilai koefisian regresi terestimasi untuk OD. Signifikansi dari masing-masing variabel ditunjukkan dengan nilai p-value dari masingmasing variabel. Berdasarkan Tabel 5 dan 6 hanya terdapat satu variabel yang signifikan yaitu variabel interaksi proporsi A:K*A:K karena memiliki nilai p-value kurang dari α yaitu 0,017. Nilai pvalue ini memiliki tingkat signifikansi yang tinggi karena mendekati nilai α=0,01. Tabel koefisien regresi terestimasi untuk total asam menunjukkan bahwa nilai p-value dari masing-masing variabel tidak ada yang signifikan. Nilai koefisien negatif pada Table 7 menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah variabel negatif yang ditambahkan, maka nilai OD akan memiliki korelasi negatif, tetapi sebaliknya semakin banyak jumlah variabel positif yang ditambahkan maka nilai OD akan memiliki korelasi positif pula. Tabel 7 Koefisien regresi terestimasi untuk total asam Terminologi Konstanta A:K Sukrosa Inokulum A:K*A:K Sukrosa*Sukrosa Inokulum*Inokulum A:K*Sukrosa A:K*Inokulum Sukrosa*Inokulum
Koefisien 0,396000 0,015938 -0,033000 -0,035062 0,040875 -0,009000 0,062625 -0,005625 -0,019500 -0,007125
T 8,673 0,570 -1,180 -1,254 0,993 -0,219 1,522 -0,142 -0,493 -0,180
P 0,000 0,593 0,291 0,265 0,366 0,836 0,189 0,892 0,643 0,864
Konsentrasi Sel Berdasarkan tabel koefisien regresi terestimasi untuk konsentrasi sel, pengaruh faktor terhadap konsentrasi sel memiliki persamaan: Y = 254563 - 9310x1 + 116164x2 + 93021x3 - 337716x12- 14244x22 + 4585x32 - 35179x1x2 + 38258x1x3 - 26777x2x3……………………………………………………………………... (1), dimana Y= konsentrasi sel, x1= proporsi A:K, x2= konsetrasi sukrosa dan x3= konsentrasi inokulum. Pengaruh masing-masing faktor terhadap konsentrasi sel digambarkan dengan 2 perlakuan menggunakan RSM yang dapat dilihat pada Gambar 1, 2, dan Gambar 3 Pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi sukrosa terhadap konsentrasi sel Berdasarkan persamaan 1, diketahui bahwa konsentrasi sukrosa (x2) memiliki pengaruh lebih besar terhadap konsentrasi sel dibandingkan dengan proporsi air dan kedelai (x 1), hal tersebut ditunjukkan dengan besar nilai x2=116164 yang lebih besar dibandingkan dengan nilai x1=9310. Surface plot pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi sukrosa terhadap konsentrasi dapat dilihat pada Gambar 1. 7 Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo 20 Oktober 2011
Konsentrasi Sel A:K dan Inokulum Hold Values Suk rosa 0
400000 200000 Konsentr asi Sel 0 1
-200000 0
-1 A :K
0
1
Inokulum
-1
Gambar 1 Surface plot pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi sukrosa terhadap konsnetrasi sel. Hasil Surface Plot pada Gambar 3.1 menunjukkan pengaruh konsentrasi sukrosa dan proporsi A:K terhadap konsentrasi sel memiliki kecenderungan mengecil ketika mendekati puncak. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengaruh kombinasi faktor proporsi air dan kedelai dan konsentrasi sukrosa mempunyai kecenderungan nilai minimum. Hasil surface plot juga menunjukkan pada proporsi A:K (-1) 2:1 dan sukrosa (-1) 0% menunjukkan konsentrasi sel mempunyai nilai yang rendah. Pada proporsi A:K (1) 4:1 dan sukrosa (1) 0% dan (1) 5% konsentrasi sel juga mempunyai nilai rendah. Konsentrasi sel mencapai titik optimum pada level proporsi A:K 3:1 (0) dan sukrosa pada level 5% (1). Pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi inokulum terhadap konsentrasi sel Persamaan 1 untuk proporsi A:K (x1) dan konsentrasi inokulum (x3), menunjukkan bahwa konsentrasi inokulum memiliki pengaruh lebih besar dibandingkan proporsi A:K. Dari persamaan diketahui bahwa nilai x3=93021 sedangkan nilai x1=9310. Surface plot pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi inokulum terhadap konsentrasi sel dapat dilihat pada Gambar 2. Proporsi A:K dan konsentrasi inokulum terhadap konsentrasi sel memiliki kecenderungan mengecil ketika mendekati puncak. Hal ini menunjukkan bahwa pengaruh kombinasi faktor proporsi A:K dan konsentrasi inokulum mempunyai kecenderungan nilai minimum terhadap konsentrasi sel. Pada proporsi A:K (-1) 2:1 dan konsentrasi inokulum (-1) 1% surface plot menunjukkan konsentrasi sel mempunyai nilai rendah. Proporsi A:K (1) 4:1 dan konsentrasi inokulum (-1) 1% dan (1) 3% konsentrasi sel juga mempunyai nilai yang rendah. Konsentrasi sel mencapai titik optimum pada proporsi A:K level 3:1 (0) dan konsentrasi inokulum 3%.
Konsentrasi Sel A:K dan Sukrosa Hold Values Inok ulum 0
400000 200000 Konsentr asi Sel 0 1
-200000 0
-1 A :K
0
Sukr osa
-1
1
Gambar 2 Surface plot pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi inokulum terhadap konsnetrasi sel. Pengaruh konsentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum terhadap konsentrasi sel Berdasarkan persamaan 1, konsentrasi sukrosa (x2) memiliki pengaruh lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi inokulum (x3). Konsentrasi sukrosa memiliki nilai 116164 dan konsentrasi inokulum memiliki nilai 93021. Hasil surface plot pengaruh konsentrasi sukrosa dan inokulum terhadap konsentrasi sel dapat dilihat pada Gambar 3. Hasil surface plot pengaruh konsentrasi sukrosa dan inokulum terhadap konsentrasi sel memiliki kecenderungan membesar ketika mendekati puncak, hal tersebut menunjukkan bahwa pengaruh konsentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum mempunyai kecenderungan maksimum. Pada konsentrasi sukrosa (-1) 0% dan konsentrasi inokulum (-1) 1% surface plot menunjukkan konsentrasi sel mempunyai nilai tidak optimum. Konsentrasi sel mencapai nilai optimum pada konsentrasi sukrosa 5% (1) dan inokulum (3%) (1). Konsentrasi Sel Sukrosa dan Inokulum Hold Values A:K 0
450000
Konsentr asi Sel
300000 150000 1 0 -1
0 0 Sukr osa
1
Inokulum
-1
Gambar 3 Surface plot pengaruh kosentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum terhadap konsentrasi sel. Berdasarkan hasil koefisien regresi terestimasi untuk konsentrasi sel dapat diketahui bahwa determinasi (R2) pengaruh masing-masing faktor terhadap konsentrasi sel adalah 39,1%. Hal tersebut 9 Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo 20 Oktober 2011
menunjukkan bahwa pengaruh faktor proporsi air dan kedelai, konsentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum terhadap respon adalah 39,1% sedangkan 60,9% dipengaruhi oleh faktor lain. Total Asam Berdasarkan hasil koefisien regresi terestimasi pada Tabel 3.6, pengaruh masing-masing faktor terhadap total asam memiliki persamaan: Y= 0,396000 + 0,0159375x1 – 0,0330000x2 - 0,0350625x3 + 0,0408750x12- 0,00900000x22+ 0,0626250X32–
0,00562500x1x2–
0,0195000x1x3–
0,00712500x2x3…………………………………………………………………….(2), dimana Y= total asam, x1= proporsi A:K, x2= konsetrasi sukrosa dan x3= konsentrasi inokulum. Pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi sukrosa terhadap total asam Berdasarkan persamaan 2, diketahui bahwa konsentrasi sukrosa (x2)=0,0330000 memiliki pengaruh lebih besar dibandingkan dengan proporsi A:K (x1)=0,0159375, hal tersebut menunjukkan bahwa pengaruh konsentrasi sukrosa terhadap total asam lebih besar dibandingkan dengan proporsi A:K. Akan tetapi berdasarkan nilai p-value koefisien regresi terestimasi untuk total asam, proporsi A:K dan konsentrasi sukrosa memiliki pengaruh yang tidak signifikan dengan nilai p-value di atas α=0,05. Hasil countour plot menunujukkan bahwa pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi sukrosa terhadap total asam memiliki kecenderungan membesar ketika mendekati puncak, hal tersebut menunjukkan bahwa pengaruh proporsi A:K dan sukrosa memiliki kecenderungan maksimum, sedangkan hasil surface plot menunjukkan bahwa pada konsentrasi proporsi A:K 3:1 (0) dan konsentrasi sukrosa 5% (1) memiliki nilai total asam yang minimum. Nilai total asam optimum terdapat pada konsentrasi proporsi A:K 4:1 (1) dan konsentrasi sukrosa 0% (-1). Pengaruh proporsi A:K dan konsentrasi inokulum terhadap total asam Berdasarkan nilai proporsi A:K (x1) dan konsentrasi inokulum (x3) pada persamaan 2 menunjukkan bahwa, konsentrasi inokulum memiliki pengaruh lebih besar dibandingkan proporsi A:K. Hasil contour plot menunjukkan proporsi A:K dan konsentrasi inokulum memiliki kecenderungan membesar ketika mendekati puncak, hal ini menunjukkan bahwa proporsi A:K dan konsentrasi inokulum memiliki kecenderungan maksimum terhadap total asam. Hasil surface plot menunjukkan bahwa nilai total asam mencapai titik minimum pada konsentrasi proporsi A:K 3:1 (0) dan konsentrasi inokulum 2% (0). Nilai total asam optimum terdapat pada konsentrasi proporsi A:K 4:1 (1) dan konsentrasi inokulum 1% (-1). Pengaruh konsentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum terhadap total asam Berdasarkan nilai konsentrasi sukrosa (x2) dan konsentrasi inokulum (x3) diketahui bahwa konsentrasi inokulum memiliki pengaruh lebih besar terhadap total asam dari pada konsentrasi inokulum. Hasil contour plot menunjukkan bahwa konsentrasi sukrosa dan konsentrasi inokulum memiliki kecenderungan membesar ketika mendekati puncak, hal tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi sukrosa dan inokulum memiliki kecenderungan maksimum terhadap total asam, sedangkan Hasil surface plot menunjukkan bahwa nilai total asam mencapai titik optimum pada konsentrasi sukrosa 0% (-1) dan konsentrasi inokulum 1 (-1). Berdasarkan hasil koefisien regresi terestimasi untuk total asam, determinasi (R2) pengaruh masing-masing faktor terhadap total asam adalah 30,0%. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengaruh faktor proporsi air dan kedelai, konsentrasi sukrosa dan konsentrsi inokulum terhadap respon adalah 0,0%. Jadi ketiga faktor tidak berpengaruh sama sekali terhadap total asam.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Minuman probiotik yang dibuat dari air perasan tahu tidak dapat mencapai kualitas standar (106-107 sel/ml), hal tersebut dikarenakan minuman probiotik yang dibuat dari air perasan tahu hanya mencapai konsentrasi sel sebesar 3,1 x 105 kemungkinan akibat keterbatasan kadar protein dan nutrisi minor yang terdapat dalam air perasan tahu, Kondisi optimum dalam pembuatan minuman probiotik dari air perasan tahu dapat dicapai dengan proporsi air dan kedelai 3:1, konsentrasi sukrosa 5% dan konsentrasi inokulum sebesar 3% dan kurang dari lima hari, Saran Air perasan tahu memiliki keterbatasan kadar protein, dan nutrisi minor, oleh karena itu perlu penambahan sumber protein lain untuk pertumbuhan mikroorganisme yang optimal agar mencapai standar (106-107 sel/ml), dan perlu seleksi mikroorganisme probiotik yang mampu tumbuh baik di media ini. DAFTAR PUSTAKA Anonimous1 (Majalah Gatra edisi II 2008) Anonimous2 (Food Review edisi XIV) Fardiaz S. 1989. Penuntun praktikum mikrobiologi pangan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Jakson CJC, JP Dini, C Lavandier, HPV Rupasinghe, H Faulkner, V Poysa, D Buzzell, DeGrandis S. 2002. Effects of processing on the content and composition of isoflavones during manufacturing of soy beverage and tofu. J Process Biochemist 37:1117-1123 Liong MT, WY Fung. 2010. Evaluation of proteolytic and ACE-inhibitory activity of Lactobacillus acidophilus in soy whey growth medium via response surface methodology. LWT-Food Sci and Tech 43:563-567 Myers RH, DC Montgomery. 2002. Response surface methodologi : Process and product optimization using design experiment. J.Willey. New York. Orahami HA. 2008. Teori dan aplikasi penggunaan RSM (Response Surface Methodology). Ardana Media. Yogyakarta. Purwandari U, NP Shah, T Vasiljevic. 2007. Effects of exopolysaccharide-producing strains of Streptococcus thermophilus on technological and rheological properties of set-type yoghurt. Int Dairy J 17:1344-1352. Purwandari U. 2009. Physical properties of functional fermented milk produced with exopolysaccharide producing strains of Streptococcus thermophiles. [Disertasi yang tidak dipublikasikan,. Victoria University. Melbourne] Rahmah I, K Mukhtarom, S Indayani S, A Syukur. 2010. Fermented probiotic tofu whey beverage. [Laporan pekan ilmiah mahasiswa nasional]. Bangkalan: Universitas Trunojoyo. Suhaidi I. 2003. Pengaruh lama perendaman kedelai dan jenis zat penggumpal terhadap mutu tahu. Sumatera Utara: Fakultas Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian Universitas Sumatra Utara. Thi LN, CP Champagne, BH Lee, J Goulet. 2003. Growth of Lactobacillus paracasei ssp. on tofu whey. Int J Food Microbiol 89:67– 75.
11 Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo 20 Oktober 2011
