Sifat Fisiko Kimia Minuman Kefir Susu Kambing Yang Ditambah Tepung Porang Modifikasi
| Main Author: | Manab, Abdul |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/id/eprint/189779/1/ABDUL%20MANAB.pdf http://repository.ub.ac.id/id/eprint/189779/ |
Daftar Isi:
- Minuman kefir susu kambing merupakan pangan fungsional yang mempunyai manfaat untuk kesehatan. Produk minuman kefir susu kambing selama masa penyimpanan mudah mengalami perubahan sifat fisikokimia akibat dari perubahan sifat protein terutama kasein. Minuman kefir susu kambing membutuhkan bahan tambahan pangan yang mampu menstabilkan kasein agar sifat fisikokimia minuman kefir susu kambing bisa stabil selama masa simpan. Alternatif bahan yang bisa digunakan adalah tepung porang, namun tepung porang banyak mengandung glukomanan yang berupa polisakarida netral yang bisa memicu incompatabilitas antara glukomanan dan kasein. Oleh karena itu, tepung porang memerlukan upaya modifikasi untuk mengurangi incompatabilitas dengan kasein. Disamping itu, tepung porang hasil modifikasi masih membutuhkan optimasi menggunakan metode Response Surface Methodology (RSM) untuk menghasilkan interaksi yang optimum antara tepung porang modifikasi dengan kasein. Titik optimum optimum yang dihasilkan dari metode RSM diterapkan untuk aplikasi tepung porang modifikasi dalam menstabilkan sifat fisikokimia minuman kefir susu kambing selama masa simpan. Tujuan penelitian ini adalah untuk menginvestigasi modifikasi tepung porang menggunakan asam laktat dan microwave, optimasi rasio kasein-tepung porang modifikasi untuk mendapatkan stabilitas emulsi yang optimum pada beberapa tingkat pH dan kadar sukrosa menggunakan aplikasi RSM, membandingkan sifat fisikokimia minuman kefir susu kambing yang dihasilkan menggunakan tepung porang dan tepung porang termodifikasi selama 21 hari masa penyimpanan. Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap yaitu Penelitian I metode penelitian deskriptif yang mendeskripsikan dan menginterpretasikan data dilaksanakan dengan menggunakan FTIR, NMR, HPLC-SEC, CLSM, PSA dan Rheology, modifikasi tepung porang menggunakan waterbath pada suhu 90°C selama 30 menit (PAW), radiasi di microwave (Sharp R200J) selama 10 menit (PAM). Penelitian II adalah metode optimasi menggunakan Response Surface Methodology (RSM). Struktur kasein dari UNIPROT (http://uniprot.org), struktur glukomannan (CID:24892726) dan asam laktat (CID:612) diunduh dari Pubchem (pubchem.ncbi. nlm.nih.gov), proses docking menggunakan program autodock vina PyRx 0.8, prediksi interaksi dengan kasein menggunakan Patchdock dan fiberdock. Simulasi dinamika molekul antara glukomanan dan asam laktat menggunakan program AMBER 03 at YASARA 13.4.21, prediksi interaksi antara kompleks glukomanan-asam laktat dengan κ-casein menggunakan Patchdock dan fiberdock, interaksi molekuler untuk mendapatkan sisi aktif yang terlibat dalam interaksi menggunakan program LigandScout 2.0, visualisasi kompleks menggunakan Chimera 1.8. Adapun Penelitian III dilakukan dengan menggunakan metode percobaan tersarang dengan rancangan acak lengkap, dimana data dianalisa dengan anova dan dilanjutkan dengan uji Duncan. Penelitian I ditujukan untuk memodifikasi sifat fisikokimia tepung porang dengan cara pemanasan di waterbath dan microwave dengan penambahan asam laktat. Tepung porang 3 gram dan 100 ml larutan asam laktat Porang flour (3 g) dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL di aduk selama 15 menit pada suhu ruang. Tepung porang diproses di waterbath pada suhu 90°C selama 30 menit (PAW), radiasi di microwave (Sharp R200J) selama 10 menit (PAM). Sedangkan Penelitian II menggunakan perlakuan Rasio Porang xii modifikasi:kasein (0,2, 0,4, dan 0,6), pH 5,5; 5,0; 4,5 dan 4 serta konsentrasi sukrosa 5, 10 dan 15% (b/v), metode optimasi menggunakan Response Surface Methodology (RSM). Dan Penelitian III dilaksanakan untuk membandingkan penambahan tepung porang dan tepung porang termodifikasi terhadap sifat fisiko kimia minuman kefir susu kambing selama masa simpan 21 hari. Hasil pengujian menunjukkan bahwa tepung porang modifikasi (PAW dan PAM) mengalami perubahan puncak gugus fungsional yang berbeda dibandingkan dengan tepung porang alami meliputi gugus OH, CH3, C-C, C=O, C-O-C serta gugus glukosa dan manosa. Spektra HNMR tepung porang modifikasi PAW dan PAM mirip utamanya proton pada CH3 dan CH2, berat molekul lebih tinggi yaitu PAW 2.0 x106 dan PAM 3.0 x106, ukuran partikel PAW dan PAM lebih kecil. Mikrostrukur PAW dan PAM porous dan spongy menunjukkan PAW dan PAM mempunyai accessibilitas air yang tinggi ke bagian amorf. Storage modulus (G‟) dan loss modulus (G”) PAW dan PAM mengalami penurunan dengan meningkatnya suhu. G‟ lebih rendah dibandingkan G”, modulus (G‟ dan G”) tidak mengalami crossing, mengindikasikan bahwa PAW dan PAM mempunyai system visko-elastis yang stabil. Hasil molecular docking menunjukkan bahwa pemanasan glukomanan pada suhu 90°C mengakibatkan ikatan hidrogen diantara molekul glukomanan mengalami kerusakan, terjadi perubahan konformasi glukomanan dan asam laktat, energi pengikatan asam laktat ke glukomanan lebih tinggi. Kompleks glukomanan-asam laktat yang terbentuk oleh pemanasan pada suhu 90°C membentuk kompleks glukomanan-asam laktat dan κ-kasein dengan energi pengikatan yang lebih tinggi. Perubahan konformasi glukomanan dan asam laktat dan sifat larutan glukomanan sangat tergantung pada asam laktat. Kompleks glukomanan-asam laktat lebih mudah terikat ke κ-kasein, didominasi oleh ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik dengan inti hidrofobik κ-kasein. Asam laktat memiliki peran penting dalam peningkatan energi pengikatan, asam laktat penting untuk memediasi interaksi antara glukomanan dan κ-kasein. Kesimpulan Penelitian Tahap I: Tepung porang yang panaskan di waterbath (PAW) dan di microwave (PAM) dengan penambahan asam laktat dapat menghasilkan tepung porang termodifikasi dengan sifat fisikokimia yang mirip dalam bentuk cairan yang kental dengan sifat fisikokimia berupa puncak gugus fungsional, struktur, mikrostruktur, berat molekul serta ukuran partikel yang berbeda dibandingkan dengan tepung porang alami, namun pemanasan menggunakan microwave lebih efektif dibandingkan menggunakan waterbath dalam menghasilkan tepung porang modifikasi. Optimasi stabilitas emulsi menggunakan Response Surface Methodology (RSM) dengan tiga variabel yaitu rasio tepung porang modifikasi:kasein, pH dan kadar sukrosa dikaji untuk mendapatkan stabilitas emulsi sebagai respon. Hasilnya menunjukkan bahwa model respon yang diperoleh adalah quadratic dan stabilitas emulsi yang optimum diperoleh pada rasio tepung porang modifikasi:kasein 1,8, pada pH 5,06 dan kadar sukrosa 4,7%. Stabilitas emulsi yang optimum diprediksi pada nilai 3649,918 menit dengan nilai aktual yang diperoleh adalah 3496,667 menit. Kesimpulan Penelitian Tahap 2 menunjukkan Stabilitas emulsi optimum dicapai pada rasio tepung porang modifikasi:kasein 1,8, pH 5,06 dan kadar sukrosa 4,70%. Stabilitas emulsi optimum diprediksi pada 3649,918 menit, dan nilai aktual pada 3496,667 menit. Kombinasi tepung porang modifikasi dan kasein meningkatkan stabilitas emulsi molekul kasein. Ukuran partikel minuman kefir susu kambing yang ditambah tepung porang termodifikasi menghasilkan ukuran partikel yang lebih kecil daripada perlakuan tepung xiii porang dan sampel kontrol (tanpa penambahan tepung porang). Perlakuan tepung porang termodifikasi menghasilkan mikrostruktur aggregat protein yang lebih homogen. Penambahan tepung porang termodifikasi tidak memberikan perbedaan nyata (P>0,05) diantara pH dan keasaman minuman kefir susu kambing, namun lama penyimpanan yang tersarang pada penambahan bahan penstabil menghasilkan perbedaan yang sangat nyata (P < 0,01) terhadap pH dan keasaman minuman kefir susu kambing. Penambahan tepung porang termodifikasi memberikan perbedaan sangat nyata (P<0,01) diantara emulsi, viskositas, Daya Ikat Air dan Sineresis minuman kefir susu kambing, lama penyimpanan yang tersarang pada penambahan bahan penstabil menghasilkan perbedaan yang sangat nyata (P < 0,01) terhadap emulsi, viskositas Daya Ikat Air dan Sineresis minuman kefir susu kambing. Kesimpulan Penelitian Tahap III: Minuman kefir susu kambing mengalami disrupsi aggregat protein susu oleh tepung porang modifikasi dan sifat fisikokimia minuman kefir susu kambing menjadi lebih stabil selama masa penyimpanan. Kesimpulan dari penelitian ini adalah tepung porang yang diradiasi menggunakan microwave (PAM) dan penambahan asam laktat lebif efektif dalam memodifikasi tepung porang dibandingkan dengan pemanasan di waterbath (PAW). Stabilitas emulsi optimum dicapai pada rasio tepung porang modifikasi:kasein 1,8, pH 5,06 dan kadar sukrosa 4,70%. Stabilitas emulsi optimum diprediksi pada 3649,918 menit, dan nilai aktual pada 3496,667 menit. Kombinasi tepung porang modifikasi dan kasein meningkatkan stabilitas emulsi molekul kasein. Sifat fisikokimia minuman kefir susu kambing selama masa penyimpanan lebih stabil dengan penambahan tepung porang termodifikasi.