ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 20 (1) (2017) : 9 – 12
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Aktivitas Antioksidan dan Antibakteri Produk Fermentasi Susu Kedelai dan Whey Tahu menggunakan Bakteri Asam Laktat Komersial
Kunti Nadiyatan S. Muthia a,* , Purbowatiningrum Ria Sarjono a , Agustina L. N. Aminin a,*
a Biochemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang 50275
* Corresponding author: agustina.aminin@live.undip.ac.id A r t i c l e   I n f o A b s t r a c t
Keywords:
antibacterial, antioxidant, fermentation, tofu Whey, soymilk The potential of antibacterial and antioxidant activity of fermented soy milk and Whey tofu products by lactic acid bacteria (BAL) has been explored in this study. Fermentation was performed using commercial lactic acid bacteria and incubated at 45°C. for 7 hours. Antibacterial  activity  was  observed  against  pathogenic  bacteria Escherichia  coli , Staphylococcus  aureus ,  and Pseudomonas  aeruginosa .  Antioxidants  were  tested  using  the Folin-Ciocalteu  Reagent  (FCR)  method  and  scavenging  DPPH.  The  results  showed fermented product of soy milk in the form of white lumps with pH 5.4 whereas tofu Whey in the form of liquid mixture and yellow cloudy solid with pH 4,7. The fermentation results do not give inhibition to the growth of pathogenic bacteria. Fermented soy milk and Whey tofu products have a FCR antioxidant capacity of 0.07 mg of gallic acid / gram of sample and 0.04 mg of gallic acid / gram of sample. At 90 ppm each product capable of inhibiting free radical DPPH of 12.53% and 11.46% so potentially as an antioxidant.

## A b s t r a k
Kata kunci: Antibakteri, Antioksidan, fermentasi, Whey tahu, susu kedelai
Potensi aktifitas antibakteri  dan  antioksidan  produk fermentasi  susu  kedelai  dan Whey tahu oleh bakteri asam laktat (BAL) telah dieksplorasi dalam penelitian ini. Fermentasi dilakukan menggunakan bakteri asam laktat komersil dan dinkubasi pada 45°C selama 7 jam. Aktifitas antibakteri diamati terhadap bakteri patogen Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Pseudomonas aeruginosa. Antioksidan diuji dengan metode  Folin- Ciocalteu Reagen (FCR) dan peredam DPPH. Hasil penelitian menunjukkan produk fermentasi susu kedelai  berupa  gumpalan  berwarna  putih  dengan  pH  5,4  sedangkan  pada Whey tahu berupa  campuran  cairan  dan  padatan  berwarna  kuning  keruh  dengan  pH  4,7.  Hasil fermentasi  tidak  memberikan  penghambatan  terhadap  pertumbuhan  bakteri  patogen . Produk  fermentasi  susu  kedelai  dan Whey tahu  memiliki  kapasitas  antioksidan  FCR sebesar  0,07  mg  asam  galat/gram  sampel  dan  0,04  mg  asam  galat/gram  sampel  serta pada  konsentrasi  90  ppm  masing-masing  mampu  menghambat  radikal  bebas  DPPH sebesar 12,53% dan 11,46% sehingga berpotensi sebagai antioksidan.

## 1. Pendahuluan
Whey merupakan  produk  samping  dari  proses pembuatan tahu mengandung total protein 0,138%; total pati 0,855% dan total gula 1,128% serta isoflavon sebesar 20,77%  relatif  terhadap  total  isoflavon  kedelai.
Kandungan  nutrisi Whey tahu  tersebut  berpotensi sebagai  media  pertumbuhan  bakteri  asam  laktat  (BAL) seperti  Lactobacillus  plantarum  [1]  dan  Lactobacillus paracasei  [2].  Harmayani dkk. [3]  telah  memanfaatkan Whey tahu  untuk  media  pertumbuhan  bakteri Pediococcus acidilactici penghasil bakteriosin.
BAL dalam pertumbuhannya menghasilkan metabolit  primer  yaitu  asam  laktat,  CO 2 ,  diasetil, asetaldehida  dan  hidrogen  peroksida  serta  metabolit sekunder  yaitu  bakteriosin  yang  berpotensi  sebagai antibakteri. Adanya asam laktat menyebabkan penurunan pH sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri E. coli yang optimum pada pH 6-7. Fermentasi  oleh  BAL  juga  menghasilkan  bakteriosin yaitu  bioaktif  peptida  atau  protein  yang  memiliki aktifitas  antimikroba  terutama  terhadap  bakteri  gram positif  yang  berkaitan  dengan  kerusakan  makanan maupun  bakteri  patogen  [4,  5].  Nurhajati dkk. [6] mengemukakan  bahwa  bakteriosin  diproduksi  oleh bakteri  asam  laktat  pada  awal  fase  log  kemudian mencapai  maksimum  pada  awal  fase  stasioner  dan mengalami penurunan pada akhir fase stasioner hingga fase kematian.
Fermentasi BAL juga mengakibatkan protein kedelai mengalami hidrolisisis menjadi peptida-peptida pendek diantaranya  Phe-Asp-His-Val-Glu  dan  Phe-Asn-  His- Leu-Asp-His yang mampu meredam radikal bebas DPPH [7].  Fermentasi  menyebabkan  senyawa  isoflavon dalam kedelai  mengalami  transformasi  sehingga  diperoleh senyawa isoflavon bebas yaitu aglikon berupa genistein, glisitein  dan  daidzein  yang  memiliki  aktivitas antioksidan yang lebih tinggi daripada bentuk terikatnya [7].
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  fermentasi  susu kedelai  dan Whey tahu  dengan  menggunakan  BAL  dan penentuan aktivitas antibakteri terhadap bakteri patogen Escherichia  coli,  Staphylococcus  aureus, dan Pseudomonas aeruginosa menggunakan  metode  difusi  cakram.  Uji antioksidan  dari  ekstrak  hasil  fermentasi  susu  kedelai dan Whey tahu  menggunakan  metode  Folin-Ciocalteu Reagen  (FCR)  dan  metode  peredaman  2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl (DPPH).

## 2. Metodologi Penelitian

## Bahan
Filtrat Whey tahu yang telah dipekatkan yang berasal dari  pabrik  tahu  di  kelurahan  Beji  kecamatan  Ungaran Timur,  susu  kedelai  “Bukit  Sari”,  laktosa,  BAL ( Bifidobacterium dan Lactobacillus acidophilus ), susu sapi segar  yang  berasal  dari  KUD  Banyumanik,  medium nutrient  broth,  bacto  agar,  akuades,  ampisilin, tetrasiklin,  DPPH,  kuersetin,  metanol,  Folin-ciocalteu, asam galat, Na2CO3, BSA, E. coli, S. aereus, P. aeruginosa .
Cara Kerja.

## Penyiapan Starter BAL
Seratus  mililiter  BAL  komersial  yang  diketahui mengandung Lactobacillus achidophilus dan Bifidobacteria diremajakan  terlebih  dahulu  dalam  1  L  susu  sapi  steril dan  diinkubasi  pada  suhu  45°C  [8]  selama  4  jam. Sebanyak  10  mL  hasil  peremajaan  ini  ditambahkan  ke dalam 200 mL susu kedelai steril yang telah ditambahkan laktosa  sebanyak  0,5%  dan  diinkubasi  pada  suhu  45°C selama 4 jam. Hasil inkubasi BAL dalam susu kedelai ini digunakan untuk starter.

## Fermentasi Susu Kedelai dan Whey Tahu
Susu  kedelai  dan Whey tahu  steril  masing-masing sebanyak 500 mL ditambahkan  dengan laktosa masing- masing  sebanyak  2,5  g.  Sebanyak  25  mL  starter  BAL ditambahkan ke dalam masing- masing susu kedelai dan Whey tahu  pada  suhu  45°C.  Selanjutnya  dilakukan penginkubasian  selama  7  jam  pada  suhu  45°C.  Larutan ekstrak hasil fermentasi diperoleh dengan menyentrifus hasil fermentasi pada 5000rpm selama 30 menit.

## Uji Antibakteri Ekstrak Hasil Fermentasi
Uji  antibakteri  dilakukan  dengan  metode  difusi cakram dan metode perforasi. Metode difusi cakram yaitu dengan meletakkan cakram kertas yang telah direndam ekstrak hasil fermentasi susu kedelai dan Whey tahu oleh BAL  masing-masing  selama  15  menit  ke  dalam  cawan petri  berisi  media  NA  dan  bakteri  uji.  Metode  perforasi yaitu dengan menuangkan 10µL ekstrak hasil fermentasi susu  kedelai  dan Whey tahu  oleh  BAL  ke  lubang  sumur (diameter 6 mm) dalam cawan petri yang berisi media NA (tebal 5 mm) dan bakteri uji [6].

## Uji Antioksidan Metode FCR
Penentuan  aktivitas  antioksidan  metode  FCR dilakukan  dengan  cara  0,2  mL  larutan  uji  direaksikan dengan  15,8  mL  akuades  dan  1  mL  reagen  Folin- Ciocalteu,  kemudian  dikocok  dan  didiamkan  selama  8 menit.  Sebanyak  3  mL  larutan  Na2CO3  20%  dalam aquades  ditambahkan  ke  dalam  larutan  tersebut kemudian  dikocok  hingga  larutan  homogen  dan didiamkan  selama  30  menit  pada  suhu  kamar. Pengukuran absorbansi larutan dilakukan pada panjang gelombang 765 nm. Standar yang digunakan adalah asam galat

## Uji Antioksidan Metode DPPH
Penentuan  aktivitas  antioksidan  metode  DPPH dilakukan  dengan  cara  pembuatan  variasi  konsentrasi larutan uji 10, 30, 50, 70, dan 90 µg/mL. Sebanyak 0,2 mL masing-masing  konsentrasi  larutan  uji  ditempatkan dalam botol vial dan ditambahkan dengan 3,8 mL larutan DPPH 50 µM. Campuran dihomogenkan dan didiamkan selama  30  menit  di  ruangan  gelap.  Absorbansi  diukur pada  panjang  gelombang  515  nm.  Sebagai  standar digunakan kuersetin [9].

## 3. Hasil dan Pembahasan
Fermentasi Susu Kedelai dan Whey Tahu
Hasil  pengamatan  susu  kedelai  dan Whey tahu sesudah  fermentasi  pada  susu  kedelai  berupa  padatan berwarna putih dengan pH 5,4 sedangkan pada Whey tahu berupa  campuran  cairan  dan  padatan  berwarna  kuning keruh  dengan  pH  4,7.  Menurut  Tamime  dan  Robinson [10]  katabolisme  dari  kultur  starter  BAL  akan menghasilkan asam laktat yang menyebabkan penurunan pH sehingga terjadi koagulasi. Koagulasi pada susu  kedelai  menunjukkan  tekstur  yang  kompak sedangkan koagulasi pada Whey tahu hanya menunjukkan  peningkatan  padatan  yang  bercampur dengan cairan. Hal ini terjadi karena protein susu kedelai lebih banyak daripada Whey tahu.

## Uji antibakteri
Uji  antibakteri  dengan  metode  difusi  cakram maupun  metode  perforasi  memberikan  hasil  yang negatif seperti tampak pada tabel 1.
Tabel 1. Uji antibakteri Bakteri Uji Hasil Fermentasi Susu kedelai Whey tahu Escherichia coli - - Staphilococcus aureus - - P. aeruginosa - -
Dalam  penelitian  ini  diperoleh  hasil  ekstrak  hasil fermentasi  susu  kedelai  dan Whey tahu  dengan  pH  5,4 dan  pH  4,7  tidak  memberikan  penghambatan pertumbuhan E. coli, S. aureus dan P. aeruginosa karena pH  nya  masih  diatas  pH  minimum  bakteri  tersebut. Jordan dkk. [11]  menyatakan  bahwa  nilai  pH  minimum pertumbuhan E. coli adalah 4,3-4,4. S. aureus memiliki pH  optimum  6-7  walaupun  masih  dapat  tumbuh  pada kisaran pH 4-10. Menurut Lambert dan Stratford [12] P. aeruginosa  memiliki  pH  minimum  4,6.  Staphilococcus aureus  dan  P.  aeruginosa  memiliki  toleransi  terhadap kisaran  lingkungan  yang  luas.  P.  aeruginosa  memiliki keragaman  genetik  yang  tinggi  dan  memiliki  plasmid yang  mengkode  enzim  pada  jalur  metabolisme  khusus, sehingga  mampu  beradaptasi  pada  kondisi  lingkungan yang ekstrim, seperti pada medium yang cukup asam. S. aureus  memiliki  plasmid  yang  membawa  gen  untuk kekebalan  terhadap  senyawa  antibakteri.  pH  kurang asam diperkirakan karena waktu fermentasi yang relatif singkat yaitu hanya 7 jam. Pada suhu 45°C cepat terjadi penggumpalan dalam waktu 7 jam namun diperkirakan belum  mencapai  tahap  maksimal.  Selain  itu  juga fermentasi oleh BAL pada suhu cukup tinggi yaitu 45°C diperkirakan  pertumbuhan  BAL  belum  mencapai  fase stasioner sehingga belum memproduksi bakteriosin.

## Uji Antioksidan Metode FCR
Kapasitas  antioksidan  FCR  susu  kedelai  terukur tinggi  seperti  terlihat  dalam  gambar  1,  karena  susu kedelai  diketahui  merupakan  suplemen  makanan  yang mengandung  senyawa  fenolik  dan  isoflavon.  Senyawa fenolik dan isoflavon bersifat larut air sehingga mampu terukur dengan baik menggunakan metode FCR.
Gambar 1. Kapasitas antioksidan dengan metode FCR
Whey tahu  memiliki  kapasitas  antioksidan  53,49% dari  total  kapasitas  antioksidan  susu  kedelai  serta ekstrak  hasil  fermentasi Whey tahu  oleh  BAL  memiliki kapasitas  antioksidan  57,14%  dari  total  kapasitas antioksidan  ekstrak  hasil  fermentasi  susu  kedelai  oleh BAL. Hal ini membuktikan bahwa Whey tahu dan ekstrak hasil fermentasi Whey tahu oleh BAL berpotensi sebagai antioksidan. Whey tahu merupakan produk samping dari pembuatan  tahu  yang diketahui  mengandung  isoflavon yaitu  anggota  flavonoid  yang  mengandung  senyawa polifenol.

## Uji Antioksidan metode peredaman DPPH
Gambar  2  menunjukkan  perbandingan  persentase inhibisi  susu  kedelai  dan Whey tahu  serta  ekstrak  hasil fermentasi  susu  kedelai  dan Whey tahu  oleh  BAL. Persentase  inhibisi  dalam  tiap  sampel  dengan konsentrasi  yang  sama  menunjukkan  rata-rata persentase inhibisi Whey tahu lebih besar dibandingkan dengan susu kedelai serta ekstrak hasil fermentasi Whey tahu  lebih  besar  dibandingkan  ekstrak  hasil  fermentasi susu kedelai.
Gambar 1. Kapasitas antioksidan dengan metode peredaman DPPH
Penghambatan  radikal  DPPH  terbesar  yaitu  pada konsentrasi  90  ppm.  Susu  kedelai  dan Whey tahu  pada konsentrasi 90 ppm masing-masing mampu menghambat  radikal  bebas  DPPH  sebesar  23,16%  dan 19,26%. Ekstrak hasil fermentasi susu kedelai dan Whey tahu pada konsentrasi 90 ppm masing-masing mampu menghambat  radikal  bebas  DPPH  sebesar  12,53%  dan 11,46% sehingga berpotensi sebagai antioksidan

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat disimpulkan bahwa:
1. Fermentasi  susu  kedelai dan Whey  tahu  oleh bakteri asam  laktat  pada  suhu  45°C  selama  7  jam menghasilkan asam-asam organik yang
menyebabkan  susu  kedelai  mengalami  koagulasi membentuk  padatan  berwarna  putih  dan  Whey  tahu
membentuk  padatan  bercampur  cairan  berwarna kuning keruh serta ditandai penurunan pH
2. Ekstrak hasil fermentasi susu kedelai dan Whey tahu tidak  memberikan  terhadap  Escherichia  coli, Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa
3. Ekstrak hasil fermentasi susu kedelai dan Whey tahu berpotensi sebagai antioksidan

## 5. Daftar Pustaka
[1]  W.  Ben  Ounis,  C.  P.  Champagne,  J.  Makhlouf,  L. Bazinet,  Utilization  of  tofu  whey  pre-treated  by electromembrane  process  as  a  growth  medium  for Lactobacillus  plantarum LB17,  Desalination,  229, 1, (2008)
192-203
http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2007.08.019
[2]  Lê Nguyen Thi, Claude P. Champagne, Byong H. Lee, Jacques  Goulet,  Growth  of  Lactobacillus  paracasei ssp. paracasei on tofu whey, International Journal of Food Microbiology, 89, 1, (2003) 67-75 http://dx.doi.org/10.1016/S0168-1605(03)00109-0
[3]  Eni Harmayani, Endang S. Rahayu, Titiek F. Djaafar, Citra Argaka Sari, Tri Marwati, Pemanfaatan Kultur Pediococcus  Acidilactici  F-11  Penghasil  Bakteriosin Sebagai  Penggumpal  pada  Pembuatan  Tahu,  Jurnal Pascapanen, 6, 1, (2009) 10-20
[4]  J.  R.  Tagg,  A.  S.  Dajani,  L.  W.  Wannamaker, Bacteriocins of gram-positive bacteria,
Bacteriological Reviews, 40, 3, (1976) 722-756
[5]  Todd  R.  Klaenhammer,  Bacteriocins  of  lactic  acid bacteria,  Biochimie,  70,  3,  (1988)  337-349 http://dx.doi.org/10.1016/0300-9084(88)90206-4
[6]  Jetty  Nurhajati,  Chrysanti,  Ida  Indrawati,  Novi Syaftika, Antibacterial Activity of L. bulgaricus and S. thermophilus Soygurt Cultures, 3rd ASEAN Congress of  Tropical  Medicine  and  Parasitology,  Thailand, (2008).
[7]  Issoufou Amadou, Olasunkanmi S. Gbadamosi, Yong Hui Shi, Mohamed T. Kamara, Sun Jin, Guo-Wei Le Le,  Identification  of  Antioxidative  Peptides  from Lactobacillus  plantarum  Lp6  Fermented  Soybean Protein Meal, Research Journal of Microbiology, 5, 5,
(2010) 372-380
http://dx.doi.org/10.3923/jm.2010.372.380
[8]  Marman  Wahyudi,  Proses  pembuatan  dan  analisis mutu yoghurt, Buletin Teknik Pertanian, 11, 1, (2006) 12-16
[9]  Philip  Molyneux,  The  use  of  the  stable  free  radical diphenylpicrylhydrazyl  (DPPH)  for  estimating antioxidant  activity,  Songklanakarin  Journal  of Science and Technology, 26, 2, (2004) 211-219
[10] Adnan  Y  Tamime,  Richard  Kenneth  Robinson, Yoghurt:  science  and  technology,  Woodhead Publishing, 1999.
[11]  Kieran  N.  Jordan,  Lynn  Oxford,  Conor  P.  O'Byrne, Survival  of  Low-pH  Stress  by  Escherichia  coli O157:H7: Correlation between Alterations in the Cell Envelope and Increased Acid Tolerance, Applied and Environmental  Microbiology,  65,  7,  (1999)  3048- 3055
[12] R. J. Lambert, M. Stratford, Weak-acid preservatives: modelling  microbial  inhibition  and  response, Journal  of  Applied  Microbiology,  86,  1, (1999) 157-