Aktivitas Fitase Probiotik Bakteri Asam Laktat Lokal dan Pemanfaatannya dalam Fermentasi Sosis Daging Sapi dengan Penambahan Tepung Kacang Koro

Abstract

Pangan fungsional merupakan pangan yang tidak hanya mampu memberikan nilai gizi serta cita rasa namun juga mempunyai manfaat kesehatan tertentu. Probiotik serta beberapa kacang kacangan merupakan pangan fungsional. Aplikasi probiotik ke dalam sosis, dinamakan sosis probiotik, yang berbahan daging telah dilakukan, namun untuk peningkatan sifat fungsional serta nilai ekonomisnya belum diperluas, oleh karenanya perlu dikembangkan diversifikasi produk dengan menggunakan bahan baku lokal sehingga terjamin keberlanjutannya. Kacang koro merupakan kacang yang mengandung protein tinggi, banyak ditanam di Indonesia, namun mempunyai kandungan senyawa antinutrisi yaitu asam fitat. Fitase merupakan enzim yang dapat menghidrolisis senyawa asam fitat. Peran fitase sangat penting pada bahan pangan asal biji-bijian yang mengandung banyak fitat sehingga berpengaruh terhadap penyerapan mineral secara optimal. Fitase sudah banyak digunakan secara komersil pada industri pangan yang akan meningkatkan nilai nutrisi pangan. Penggunaan bahan baku lokal daging dan kacang koro dalam pembuatan produk sosis perlu direformulasikan dengan bakteri probiotik yang mampu menurunkan asam fitat melalui proses fermentasi. Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi bakteri penghasil fitase secara in vitro dari bakteri asam laktat probiotik yaitu Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5, Lactobacillus acidophilus IIA-2B4, Enterococcus faecium IIA-2D2 dan Pediococcus pentosaceous IIA-2A2 dan mengkaji nilai pH, total asam tertitrasi dan populasi bakteri asam laktat serta mengkarakterisasi enzim fitase yang diproduksi oleh bakteri asam laktat lokal yangmenurunkan kadar asam fitat pada kacang koro serta aplikasinya dalampengembangan sosis probiotik berbahan baku daging. Penelitian secara keseluruhan terdiri dari empat tahapan. Tahapan pertama meliputi eksplorasi dari keempat jenis bakteri asam laktat yaitu Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5, Lactobacillus acidophilus IIA-2B4, Enterococcus faecium IIA-2D2 dan Pediococcus pentosaceous IIA-2A2 yang berpotensi menghasilkan enzim fitase. Hasil penelitian menunjukkan bahwa probiotik Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5 dan Lactobacillus acidophilus IIA-2B4 yang menghasilkan enzim fitase secara ekstraseluler. Penelitian tahap kedua yaitu fermentasi tepung kacang koro sebanyak 30% dari jumlah media cair menggunakan probiotik penghasil fitase (L. plantarum IIA-1A5 dan L. acidophilus IIA-2B4) untuk menurunkan kadar asam fitat yang terkandung pada tepung kacang koro. Pada tahap ini membuktikan apakah bakteri probiotik tersebut memproduksi enzim fitase. Hasil pengujian menunjukkan bahwa L. plantarum IIA-1A5 menurunkan kadar asam fitat lebih tinggi dibandingkan L. acidophilus IIA-2B4. Penelitian tahap 3 yaitu purifikasi parsial dari enzim fitase Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5 dengan tujuan menganalisis konsentrasi protein dan berat molekul fitase dari L. plantarum IIA-1A5. Tahapan terakhir penelitian adalah pengembangan produk sosis fermentasi yang dilanjutkan dari tahap 1, 2, dan 3. Pada tahap ini bertujuan untuk mengetahui kualitas sosis fermentasi kombinasi daging sapi dan tepung kacang koro meliputi mutu fisik, kimia, mikrobiologi dan organoleptik. Pengujian kualitas menunjukkan bahwa sosis fermentasi dengan atau tanpa penambahan probiotik L. plantarum IIA-1A5 layak untuk dikonsumsi karena sudah sesuai dengan standar mutu SNI. Pengujian mikrobiologi menunjukkan bahwa sosis fermentasi dengan penambahan L. plantarum IIA-1A5 menurunkan bakteri patogen Staphylococcus aureus lebih rendah dibandingkan sosis fermentasi tanpa penambahan L. plantarum IIA-1A5. Pengujian terhadap kadar asam amino menunjukkan senyawa triptopan lebih tinggi dihasilkan pada sosis fermentasi dengan penambahan probiotik. Komponen asam lemak yang teridentifikasi berjumlah 33 dan 156 senyawa volatile yang dihasilkan pada sosis fermentasi tanpa atau dengan penambahan L. plantarum IIA-1A5. Berdasarkan uji organoleptik, sosis tanpa atau dengan penambahan L. plantarum IIA-1A5 tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan kecuali terhadap rasa yang lebih asam pada sosis fermentasi dengan penambahan L. plantarum IIA-1A5.

Functional foods are those that not only provide nutritional value and taste but also offer specific health benefits. Probiotics and certain legumes are examples of functional foods. The application of probiotics in sausages, termed probiotic sausages, made from meat has been studied; however, to enhance their functional properties and economic value, this approach has not been extensively expanded. Thus, it is necessary to develop product diversification using local raw materials to ensure sustainability. Jack beans are high-protein legumes widely grown in Indonesia but contain anti-nutritional compounds such as phytic acid. Phytase is an enzyme that can hydrolyze phytic acid. The role of phytase is crucial in grain-based foods containing high levels of phytate, affecting optimal mineral absorption. Phytase is widely used commercially in the food industry to enhance the nutritional value of food. The use of local raw materials such as meat and jack beans in sausage production needs to be reformulated with probiotic bacteria capable of reducing phytic acid through fermentation. This study aims to select phytase-producing bacteria in vitro from probiotic lactic acid bacteria, namely Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5, Lactobacillus acidophilus IIA-2B4, Enterococcus faecium IIA-2D2, and Pediococcus pentosaceus IIA-2A2, and to examine the pH value, total titratable acidity, and population of lactic acid bacteria, as well as to characterize phytase enzymes produced by local lactic acid bacteria that reduce phytic acid levels in jack beans and their application in the development of probiotic sausages using meat as the raw material. The overall study consists of four stages. The first stage involves exploring the potential of the four types of lactic acid bacteria (Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5, Lactobacillus acidophilus IIA-2B4, Enterococcus faecium IIA-2D2, and Pediococcus pentosaceus IIA-2A2) to produce phytase enzymes. The results show that probiotics Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5 and Lactobacillus acidophilus IIA-2B4 produce extracellular phytase enzymes. The second stage involves fermenting jack bean flour, constituting 30% of the liquid media, using phytase-producing probiotics (L. plantarum IIA-1A5 and L. acidophilus IIA-2B4) to reduce the phytic acid content in jack bean flour. This stage proves whether the probiotic bacteria produce phytase enzymes. The test results show that L. plantarum IIA-1A5 reduces phytic acid levels more effectively than L. acidophilus IIA-2B4. Stage 3 of the research involves the partial purification of the phytase enzyme from Lactiplantibacillus plantarum IIA-1A5. The aim is to analyze the protein concentration and molecular weight of the phytase enzyme produced by L. plantarum IIA-1A5. The final stage of the study is the development of fermented sausage products based on the findings from stages 1, 2, and 3. This stage aims to determine the quality of fermented sausages combining beef and jack bean flour, including physical, chemical, microbiological, and organoleptic properties. Quality tests show that fermented sausages with or without the addition of probiotic L. plantarum IIA-1A5 are suitable for consumption, as they meet the SNI quality standards. Microbiological tests show that fermented sausages with the addition of L. plantarum IIA-1A5 have lower levels of pathogenic Staphylococcus aureus compared to fermented sausages without the addition of L. plantarum IIA-1A5. Tests on amino acid content show that tryptophan levels are higher in fermented sausages with added probiotics. Thirty-three fatty acid components and 156 volatile compounds are identified in fermented sausages with or without the addition of L. plantarum IIA-1A5. Based on organoleptic tests, there is no significant difference in the taste of sausages with or without the addition of L. plantarum IIA-1A5, except for a more acidic taste in fermented sausages with the addition of L. plantarum IIA-1A5.