102 |Sri SRR et.

al Optimasi Penggantian Subtrat

OPTIMASI PENGGANTIAN SUBSTRAT DAN EKSPOS UDARA

PADA PRODUKSI KEFIR-AIR

OPTIMATION OF SUBSTRATE REPLACEMENT AND AIR EXPOSURE

ON WATER-KEFIR PRODUCTION

Sri Rejeki Retna Pertiwi, Noli Novidahlia, dan Mustika Rani Asakami
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Ilmu Pangan Halal Universitas Djuanda Bogor,
Jl. Tol Ciawi No. 1, Kotak Pos 35 Ciawi, Bogor 16720.
Korespondensi: Sri Rejeki Retna Pertiwi, E-mail: sri.rejeki.pertiwi@unida.ac.id
(Diterima Dewan Redaksi: 11-07-2015)
(Dipublikasi Dewan Redaksi: 02-10-2015)

ABSTRACT
Supply of food can affect the growth of microbes. Food supply can be renewed by replacing
the substrate treatment. In the first study, increasing weight of water-kefir grains and pH
value changes of water-kefir fermented at various frequencies of substrate replacement were
observed. Kefir grains were fermented in 5% sugar solution with various frequencies of
substrate replacement (every day, 2, 3, 4, 5 days) for 20 days. Frequency of substrate
replacement significantly affected the weight of water-kefir grains and pH value. Optimum
condition for increasing weight of water-kefir grains was found on every day substrate
replacement. In the following study, increasing weight of water-kefir grains, pH value, total
bacteria, and total yeast were observed on water-kefir fermented with 2 treatment types of air
exposure (close and open container) and everyday substrate replacement. Air exposure
treatment did not significantly affect on weight of water-kefir grains but significantly affect on
pH value, total bacteria, and total yeast. Total baceria and total yeast were higher in close
container treatment.
Keywords: air exposure, substrate replacement, water-kefir.

ABSTRAK
Suplai makanan dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Suplai makanan dapat
diperbaharui dengan perlakuan penggantian substrat. Pada penelitian awal diamati
pertambahan bobot biji kefir-air dan perubahan nilai pH kefir-air yang difermentasikan pada
berbagai frekuensi penggantian substrat. Biji kefir-air difermentasikan pada media larutan
gula 5% dengan perlakuan frekuensi penggantian substrat (setiap 1, 2, 3, 4, 5 hari) selama 20
hari. Frekuensi penggantian substrat berpengaruh terhadap pertambahan bobot biji kefir-air
dan nilai pH. Pertambahan bobot biji kefir-air maksimal dicapai pada perlakuan penggantian
substrat setiap hari. Pada penelitian berikutnya diamati pertambahan bobot biji kefir-air, nilai
pH, tatal bakteri, dan total khamir pada kefir-air yang difermentasikan pada 2 perlakuan
ekspos udara (wadah tertutup dan terbuka) dan substrat diganti setiap hari. Perlakuan ekspos
udara tidak berpengaruh nyata terhadap pertambahan bobot biji kefir-air tetapi berpengaruh
nyata terhadap nilai pH, total baketri, dan jumlah khamir. Total bakteri dan total khamir lebih
tinggi dijumpai pada perlakuan wadah tertutup.
Kata kunci: ekspos udara, kefir-air, penggantian substrat.

Pertiwi SRR et.al. 2015. Optimasi Penggantian Substrat dan Ekspos Udara pada Produksi
Kefir Air. Jurnal Agroindustri Halal 1(2): 102-106.
 Jurnal Agroindustri Halal ISSN 2442-3548 Volume 1 Nomor 2, Oktober 2015 | 103

PENDAHULUAN Lactobacilli dan Lactococci. Kelompok

Peningkatan pengetahuan gizi bakteri Lactobacilli meliputi L. brevis, L.
berdampak positif pada kesadaran viridescens, L. casei, L. kefiri, L.
masyarakat dalam memilih dan menentukan kefiranofaciens, L. kefirgranum, L.
bahan pangan yang akan dikonsumsi. Jenis parakefir, kelompok Lactococci meliputi
makanan yang berkembang pesat terkini Leuconostoc spp dan Lactococcus lactis.
adalah pangan probiotik, salah satunya Sedangkan kelompok khamir yang terdapat
adalah kefir. Kefir adalah minuman di dalam biji kefir adalah Candida kefir,
fungsional probiotik, yang mengandung Saccaromyces cerevisiae, C. holmii, S.
sekitar 52 jenis bakteri dan khamir yang unisporus, dan S. lipolytica (Abraham and
bermanfaat (Pagocic et al., 2013). DeAntoni, 1999; Pagocic et al., 2013; de
Oliveira Leite et al., 2013).
Kefir merupakan produk minuman Media fermentasi kefir air meliputi
susu fermentasi tradisional yang telah gula sukrosa, kismis, dan air yang berperan
diproduksi dan dikonsumsi selama bertahun- menyuplai zat gizi yang dibutuhkan oleh
tahun di wilayah Eropa Timur sampai pertumbuhan biji kefir air. Pertumbuhan
Mongolia. Nama kefir berasal dari populasi mikroorganisme biasanya dibatasi
Pegunungan Kaukasus. Masyarakat di oleh habisnya makanan yang tersedia atau
Pegunungan Kaukasus percaya bahwa penimbunan zat racun sebagai hasil akhir
biji kefir diberikan kepada mereka oleh Nabi metabolisme. Selain itu, pengaruh udara luar
Muhammad SAW (Gaware et al., 2011). juga dapat mempengaruhi pertumbuh-an
Pada awalnya, media fermentasi mikroba, karena mikroba ada yang bersifat
yang digunakan untuk membuat minuman aerob dan anaerob (Sunatmo, 2009).
kefir adalah susu, akan tetapi kemudian Pada penelitian ini diamati pengaruh
berkembang selain susu, yaitu susu kedelai frekuensi penggantian substrat air gula dan
(Abraham and DeAnthoni, 1999), larutan kismis (tiap 1, 2, 3, 4, dan 5 hari) terhadap
gula merah (Zanirati et al., 2015), larutan pertumbuhan biji kefir air dan juga pengaruh
gula sukrosa (Pidoux, 1989; Waldherr et al., ekspos udara terhadap pertum-buhan biji
2010). Perubahan media fermentasi yang kefir air. Penelitian ini bertujuan untuk
digunakan menyebabkan karakteristik biji mengetahui frekuensi penggantian larutan
kefir berubah sehingga terdapat dua jenis biji gula dan kismis yang optimum pada
kefir, yaitu biji kefir susu dan biji kefir air. produksi kefir air, serta kondisi ekspos udara
Biji kefir susu berupa matriks gel, berbentuk yang tepat selama fermentasi.
seperti bunga kol, berwarna putih susu,
sedangkan biji kefir air berupa matriks gel BAHAN DAN METODE
bening seperti kristal atau berwarna agak
kekuningan tergantung media yang Bahan baku yang digunakan untuk
digunakan untuk menumbuh-kan, dan penelitian ini adalah biji kefir-air, gula pasir,
mudah terpisah ketika ditekan. Di Indonesia kismis, dan air minum dalam kemasan yang
biji kefir air disebut juga ganggang atau alga sudah berstandar. Alat-alat yang digunakan
kristal. dalam proses fermentasi adalah refrigerator,
Matriks gel biji kefir baik biji kefir termometer, stoples plastik bertutup, dan
air maupun biji kefir susu tersusun dari sendok plastik, sedangkan alat untuk analisis
polisakarida yang didalamnya terdapat adalah pH meter, neraca, pipet tetes.
simbiosis mutualisme antara bakteri asam Penelitian dibagi dua tahap. Tahap
laktat (BAL) homofermentatif dan pertama adalah memfermentasi biji kefir-air
heterofermentatif dan khamir (Kooiman, pada media larutan gula 5% pada suhu 5°C
1968; Frengova et al., 2002; Pagocic et al., selama 20 hari, dengan 5 taraf perlakuan
2013; de Oliveira Leite et al., 2013). BAL frekuensi penggantian larutan gula (tiap 1, 2,
yang terdapat di dalam biji kefir adalah 3, 4, dan 5 hari). Formula fermentasi kefir-
air mengacu pada Beccary (2011), yaitu biji
 104 |Sri SRR et.al Optimasi Penggantian Subtrat

kefir-air 10 gram ditumbuhkan di dalam 250 penelitian tahap pertama ditabulasikan dan
ml substrat larutan gula 5% dan kismis 2 dianalisis menggunakan Anova untuk
gram. Tiap taraf perlakuan dilakukan mengetahui pengaruh perlakuan terhadap
ulangan 2 kali. Pengamatan meliputi perparame-ter yang diuji sehingga diperoleh
pertambahan bobot biji kefir-air dan nilai p. Jika nilai p<0.05 maka perlakuan
perubahan pH, dilakukan pada saat berpenga-ruh nyata terhadap parameter yang
penggantian larutan gula dan kismis. Dari 5 diuji dan dilanjutkan dengan uji Duncan
taraf perlakuan, dapat diketahui frekuensi untuk mengetahui perbedaan antar taraf
penggantian substrat yang optimum, yaitu perlakuan. Data penelitian tahap kedua
yang dapat menghasilkan pertambahan dianalisis menggunakan uji-t untuk
bobot biji kefir-air maksimum. mengetahui apakah terdapat perbedaan
Penelitian dilanjutkan dengan analisis antara fermentasi dalam wadah terbuka dan
pengaruh ekspos udara (fermentasi dalam wadah tertutup.
wadah tertutup dan wadah terbuka) terhadap
pertumbuhan kefir-air dengan frekuensi HASIL DAN PEMBAHASAN
penggantian substrat optimum hasil
Pengaruh Frekuensi Penggantian
penelitian sebelumnya. Pengamatan
Substrat terhadap Pertambahan Bobot
dilakukan terhadap pertambahan bobot biji
Biji Kefir-Air dan pH
kefir-air, pH kefir-air, dan uji mikrobiologi
meliputi perhitungan total bakteri dan total Mikroba memerlukan substrat
khamir baik pada biji kefir-air maupun pada sebagai makanan untuk pertumbuhannya.
minuman kefir-air. Selama proses fermentasi, terjadi
pertumbuhan mikroba dan juga dihasilkan
Analisis bobot biji kefir-air dilakukan zat hasil metabolism atau metabolit sehingga
dengan menggunakan neraca analitik. kondisi media menjadi berubah dan dapat
Analisis pH dengan menggunakan pH meter berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroba.
(Apriyantono dkk, 1985). Uji mikrobiologi Penggantian substrat dapat memberikan
yang dilakukan adalah metode perhitungan ketersediaan makanan dalam jumlah cukup
total bakteri dan total khamir (Fardiaz, secara kontinyu dan kondisi media kembali
1989). ideal untuk pertumbuhan mikroba.
Data peningkatan bobot biji kefir-air
dan pH kefir air yang diperoleh pada

Tabel 1. Pertambahan bobot biji kefir-air dan pH pada tiap frekuensi penggantian substrat

Pertambahan Bobot Biji Kefir-air pH Kefir Air

Frekuensi Penggantian Substrat
(gram/hari)
tiap 1 hari 0.181a 5.34 a
tiap 2 hari 0.137b 5.15 b
tiap 3 hari 0.132b 4.92 c
tiap 4 hari 0.129b 4.70 d
tiap 5 hari 0.107c 4.71 d
Regresi Y= -0.015x + 0.184 Y= -0.121x + 5.277
Korelasi 0.83 0.84
Keterangan: Huruf yang berbeda dalam satu kolom menunjukkan berbeda nyata pada α = 0,05

Penggantian substrat setiap hari substrat setiap 2, 3, 4, dan 5 hari (Tabel 1).
menghasilkan pertambahan bobot biji kefir- Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
air paling tinggi dibandingkan penggantian frekuensi penggantian berpengaruh nyata
 Jurnal Agroindustri Halal ISSN 2442-3548 Volume 1 Nomor 2, Oktober 2015 | 105

(p<0.05) terhadap pertambahan bobot biji Perbandingan karakteristik hasil

kefir air. Biji kefir air mengandung berbagai fermentasi kefir-air dengan perbedaan
jenis BAL dan khamir. Di dalam biji kefir, ekspos udara
BAL dan khamir penyusun matriks gel kefir Total bakteri dan khamir pada
saling bersimbiosis, maka bila pertumbuhan perlakuan wadah tertutup baik pada biji
bakteri cepat, akan diiringi dengan kefir-air maupun minuman kefir-air lebih
pertumbuhan khamir yang cepat pula. BAL tinggi dibanding pada wadah terbuka (Tabel
akan menggunakan enzim dan vitamin B 2). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
yang dihasilkan oleh khamir untuk perlakuan ekspos udara berpengaruh nyata
pertumbuhannya, sedangkan khamir (p<0.05) terhadap pertumbuhan mikroba
menggunakan hasil fermentasi dari bakteri selama proses fermentasi kefir-air.
asam laktat sebagai sumber karbon dan
energi (de Oleiveira Leite et al., 2013). BAL dan khamir di dalam biji kefir
Lebih lanjut dalam reviewnya dikemukakan maupun substrat kefir sangat beragam,
oleh de Oleiveira Leite et al. (2013) bahwa tergantung asalnya, tetapi yang pasti ada
ketika bakteri dipisahkan dari biji kefir, adalah Lactobacilli (de Oleiveira Leite et al.,
pertumbuhan khamir tidak optimal. Akan 2013). Dengan demikian perbandingan
tetapi, interaksi antara BAL dan khamir antara mikroba yang aerob dan anaerob tidak
dalam fermentasi kefir dapat terhambat oleh diketahui secara pasti. Hasil penelitian
pertumbuhan salah satu atau kedua menunjukkan bahwa fermentasi dalam
kelompok mikroba tersebut. Mikroba- wadah tertutup, yang berarti lebih sedikit
mikroba tersebut dapat bersaing dalam oksigen, lebih mendudung pertumbuhan
mendapatkan makanan untuk partum- mikroba baik BAL maupun khamir. Hal ini
buhannya, atau dapat juga menghasilkan menunjukkan bahwa mikroba yang terdapat
metabolit yang menghambat atau di dalam biji kefir-air dan substrat kefir-air
mendukung pertumbuhan antara satu dengan mayoritas bersifat anaerob sehingga apabila
lainnya. Hal ini terbukti bahwa semakin ditumbuhkan dalam wadah terbuka yang
jarang waktu penggantian substrat, berarti terekspos udara selama fermentasi,
pertambahan bobot biji kefir-air semakin mikroa anaerob tersebut akan terhambat
menurun dan terjadi juga penurunan pH pertumbuhannya.
sebagai akibat metabolit yang dihasilkan
dengan korelasi kuat yaitu 0.83 dan 0.84.

Tabel 2. Perbandingan karakteristik hasil fermentasi kefir-air dengan perbedaan ekspos

udara

Parameter Wadah tertutup Wadah terbuka

Pertambahan bobot biji kefir-air (gram/hari) 0.181 a 0.124 b

pH kefir air 5.34 b 5.60 a
Total bakteri biji kefir-air (koloni/gram) 11700 a 630b
Total bakteri substrat kefir-air (koloni/ml) 73000 a 990 b
Total khamir biji kefir-air (koloni/gram) 24.6 x 105 a 9.3 x 105 b
Total khamir substrat kefir-air (koloni/ml) 24.5 x 105 a 11.1 x 105 b
Keterangan: Huruf yang berbeda dalam satu baris menunjukkan berbeda nyata pada α = 0.05.
 106 |Sri SRR et.al Optimasi Penggantian Subtrat

KESIMPULAN DAN SARAN Frengova GI, Simova ED, Beshkova DM,

and Simov ZI. 2002. Exopolysaccharides
Kesimpulan
Produced by Lactic Acid Bacteria of
Penggantian substrat pada produksi biji kefir Kefir Grains. Z. Naturforsch 57c: 805-
air yang optimal dilakukan setiap hari dan 810.
dilakukan proses fermentasi dalam kondisi
tertutup. Gaware V, Kotade R, Dolas K. 2011. The
magic of kefir: a Riview History of Kefir.
Saran Pharmacologyonline 1: 376-386.
Perlu dilakukan penelitian lanjutan pada Kooiman P. 1968. The chemical structure of
kefir air dengan menguji jumlah dari tiap kefiran, the water-soluble polysaccharide
jenis mikroorganisme penyusun kefir air of the kefir grain.
secara lebih selektif. www.sciencedirect.com. Carbohydrate
Research 7 (2): 200-211 (26 Mei 2011).
DAFTAR PUSTAKA Pidoux M. 1989. The microbial flora of
sugary kefir grain (the gingerbeer plant):
Abraham AG and DeAntoni GL. 1999. biosynthesis of the grain from
Characterization of kefir grains grow in Lactobacillus hilgardii producing a
cow’s milk and soya milk. Journal of polysaccharide gel. MIRCEN Journal 5:
Diary Research 66 (2): 327-333. 223-238.
http://www.sciencedirect.com. Pogacic T, Sinko S, Zamberlin S, Samarzija
Apriyantono A, Fardiaz D, Puspitasari, NL, D. 2013. Microbiota of kefir grains.
dan Budiyanto S. 1985. Analisis Mljekarstvo 63(1): 3-14.
Pangan. Petunjuk Laboratorium. Pusat Sunatmo TI. 2009. Mikrobiologi Essensial 1.
Antar Universitas, IPB, Bogor. Penerbit Ardy Agency, Jakarta.
Beccary. 2011. Crystal Algae. Waldherr FW, Doll VM, Meibner D, and
www.CRYSTALALGAE/sobatonline.co Vogel RF. 2010. Identification and
m. (11 May 2011). Characterization of a Glucan-Producing
de Oliveira Leite AM, Miguel MAL, Peixoto Enzyme from Lactobacillus hilgardii
RS, Rosado AS, Silva JT, and Paschoalin TMW 1.828 involved in Granule
VMF. 2013. Microbiological, Formation of Water Kefir. Food
technological and therapeutic properties Microbiology 27 (5): 672-678.
of kefir: a natural probiotic beverage. www.sciencedirect.com. Diakses 08 Juni
Brazillian Journal of Microbiology 44(2): 2011.
341-349. Zanirati DF, Abatemarco Jr. M, de Cicco
Fardiaz S. 1989. Mikrobiologi Pangan. Sandez SH, Nicoli JR, Nunue AC, and
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Neumann E. 2015. Selection of lactic
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi acid bacteria from Brazillian kefir grains
Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, for potential use as starter or probiotik
IPB, Bogor. cultures. Anaerobe 32: 70-76.