Oleh Lilis Nuraida
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian IPB University dan SEAFAST Center IPB University
Mikrobiota saluran pencernaan merupakan salah satu elemen kunci dalam menjaga kesehatan manusia. Ketidakseimbangan mikrobiota saluran pencernaan telah dikaitkan dengan berbagai penyakit seperti obesitas, diabetes tipe 2, intestinal bowel diseases (IBDs) dan beberapa jenis kanker. Probiotik telah digunakan untuk mempertahankan atau merestorasi ketidakseimbangan mikrobiota saluran pencernaan sehingga dapat mencegah berbagai penyakit, selain mencegah terjadinya diare.
Pada umumnya, pangan pembawa probiotik adalah produk susu terutama susu fermentasi. Namun saat ini penggunaan pangan non-susu sebagai matriks pembawa probiotik terus dikembangkan. Buah-buahan, sayuran, serealia dan kacang-kacangan merupakan opsi pembawa probiotik sebagai substitusi susu. Buah-buahan dan sayuran mengandung gizi yang baik dan komponen fungsional seperti mineral, vitamin, serat, fitokimia yang berperan sebagai antioksidan sehingga cocok untuk dikembangkan sebagai pangan fungsional. Selain penggunaan jus buah-buahan dan sayuran, penganan (snack) berbasis buah-buahan, sayuran, serealia dan kacang-kacangan berpotensi sebagai pembawa probiotik. Pengembangan penganan memiliki beberapa keuntungan karena mudah menjadi bagian diet sehari-hari yang dimakan di antara waktu makan dan dapat dikonsumsi oleh anak-anak maupun orang dewasa. Penganan kering berbasis buah-buahan yang mengandung probiotik merupakan bentuk pengembangan produk inovatif non-susu dan dapat menjadi pembawa probiotik bagi konsumen yang memiliki pembatas pada diet atau tidak dapat mengonsumsi produk susu. Pangan probiotik berbasis tanaman, pada umumnya kaya akan serat, vitamin (misalnya vitamin C, vitamin K), dan mineral (misalnya besi, magnesium), sementara itu, pangan probiotik berbasis susu, kaya akan protein, kalsium dan vitamin B.
Penganan merupakan pangan yang terus berkembang dan dipicu dengan permintaan konsumen terhadap penganan yang menyehatkan. Pengembangan penganan ini mencakup: 1) penggunaan ingridien yang memiliki fungsi tertentu misalnya penganan yang berprotein tinggi untuk mendukung pertumbuhan otot, sumber energi dan menjaga stamina serta mengelola berat badan; 2) penganan yang mengandung ingridien menyehatkan, antara lain dengan menggunakan ingridien alami termasuk probiotik, prebiotik dan DHA; 3) penganan dengan menggunakan bahan alami dan bahan lokal, mengandung gula rendah, menambah vitamin atau mineral; 4) penganan yang dibuat dengan mengedepankan perlindungan terhadap alam, misalnya mengurangi limbah, mempromosikan praktik pertanian berkelanjutan dan melindungi hutan; dan 5) penganan dengan menambahkan pangan hasil laut dan ingridien berbasis hasil laut ke dalamnya sehingga penganan memiliki flavor yang unik dan memanfaatkan gizi yang berasal dari pangan hasil laut.
Inovasi dalam pengembangan penganan untuk memenuhi kebutuhan konsumen dalam memeliharan kesehatan yang mencakup penambahan protein, serat, probiotik, prebiotik, vitamin, omega 3 dan antioksidan disebut juga penganan generasi kedua. Penganan generasi kedua ini menggunakan ingridien berbasis tanaman seperti protein kacangkacangan/pea, tepung chickpea dan rumput laut untuk menyediakan pilihan penganan berkelanjutan dan ramah lingkungan. Dalam memformulasi penganan sebagai pembawa probiotik, strain yang digunakan harus mampu bertahan pada kondisi proses dan dalam saluran pencernaan.
Penganan probiotics berbasis buah-buahan
Penggunaan buah-buahan sebagai pembawa probiotik juga tidak memerlukan penambahan ingridien artifisial, sehingga dapat memenuhi keinginan konsumen untuk memperoleh bahan alami. Berbagai buah-buahan seperti apel, kiwi, mangga, stroberi, nanas, aprikot, pepaya, pisang telah dikembangkan sebagai penganan pembawa probiotik. Strain probiotik dari spesies Lantiplantibacillus plantarum, Lacticaseibacillus casei, L. rhamnosus, Bacillus coagulans, Bifidobacterium bifidum telah diteliti sebagai probiotik pada penganan buah-buahan. Tantangan terbesar dalam mengembangkan pangan probiotik adalah viabilitas selama proses dan stabilitasnya selama penyimpanan sehingga memberikan manfaat kepada konsumen. Proses pembuatan penganan berbasis buah-buahan berisi probiotik mencakup penambahan probiotik ke dalam matriks buah atau sayur dan melakukan pengawetan produk tersebut dengan pengeringan.
Berbagai teknik digunakan untuk memperkaya penganan buah-buahan dengan probiotik (Bustos et al. 2023). Dehidrasi osmotik dengan merendam buah dan sayuran dalam larutan yang mengandung garam, gula dan ingridien aktif seperti probiotik menyebabkan peningkatan solid pada buah dan sayuran serta secara simultan menurunkan kadar air dan memerangkap probiotik dalam matriks buah atau sayuran. Penambahan probiotik ke dalam buah-buahan atau potongan buah dapat dilakukan dengan cara impregnasi vakum atau dengan pelapisan menggunakan film edible yang mengandung probiotik. Impregnasi vakum dilakukan dengan merendam buah iris di dalam larutan isotonik yang berisi probiotik pada kondisi vakum sehingga probiotik terserap ke dalam pori-pori jaringan buah. Impregnasi vakum dilakukan dalam beberapa menit. Jika tidak menggunakan vakum, proses impregnasi dapat dilakukan dalam waktu 24 jam. Sedangkan untuk pelapisan buah dengan probiotik, irisan buah direndam dalam waktu 1 jam di dalam suspensi polisakarida atau protein atau campuran keduanya yang mengandung probiotik sehingga irisan buah terlapisi oleh film yang mengandung probiotik. Pelapisan dengan film edible atau coating buah sekaligus berpotensi membantu probiotik untuk menempel pada sel epitel usus dengan ikatan hidrogen.
Proses pengeringan untuk mengawetkan penganan buahbuahan: Pengeringan irisan buah yang mengandung probiotik memiliki kesulitan tersendiri karena dapat menurunkan viabilitas probiotik. Pada 10 tahun terakhir, penelitian mengenai pengeringan potongan buah yang mengandung probiotik dilakukan dengan teknologi pengering udara panas (hot air drying), pengering vakum (vacuum drying), pengering beku (freeze-drying), pengering ultrasound (ultrasound drying) dan pengering infra merah (infrared drying). Pengeringan dengan udara panas atau dengan oven merupakan metode yang paling sederhana namun karena penggunaan suhu yang relatif tinggi menyebabkan perubahan warna. Hasil penelitian menunjukkan jumlah probiotik pada buah kering berada antara 106 -107 CFU/g. Ketahanan tertinggi diperoleh dengan menggunakan freeze drying, namun teknologi ini memerlukan perlakuan pendahuluan (pembekuan) dan memerlukan peralatan yang lebih mahal. Nunez et al. (2024) membandingkan Refractance Window drying, dengan pengeringan hot air drying dan freezedrying untuk mengeringkan potongan apel berisi probiotik Lacticaseibacillus rhamnosus. Inkorporasi probiotik ke dalam apel dilakukan dengan impregnasi pada kondisi vakum (Vacuum Impregnation). Struktur buah yang poros dengan adanya ruang intercellular mempermudah menyerap larutan yang berisi probiotik sehingga dapat menghasilkan produk dengan karakteristik yang diinginkan. Pada akhir proses pengeringan, viabilitas probiotik tertinggi diperoleh dengan freeze drying, diikuti dengan Refractance Window drying dan hot air drying. Dibandingkan dengan hot air drying, Refractance Window drying memiliki dampak positif dalam mempertahankan senyawa bioaktif dan kandungan gizi buah-buahan, sementara waktu pengeringannya lebih cepat. Penggunaan Refractance Window drying tidak hanya mempertahankan viabilitas probiotik, namun juga mempertahankan integritas struktur buah, dan kualitas produk. Kelemahan dari teknologi pengeringan ini adalah, kapasitas produksi rendah dan memerlukan pembersihan konveyor sebelum proses berikutnya. Selain itu, teknologi ini tidak direkomendasikan untuk pangan dengan kadar gula tinggi karena menyebabkan lengket. Ketahanan probiotik selama pengeringan juga diperngaruhi oleh karakteristik matriks pembawa. Ribeiro et al. (2014) merendam irisan buah-buahan pada larutan yang berisi probiotik L. plantarum selama 24 jam, lalu dikeringkan dengan pengering nampan (tray dryer) pada suhu 40o C dengan kecepatan sirkulasi udara 1.5m/ detik. Ketahanan probiotik tertinggi diperoleh pada stroberi dan pisang. Ketahanan selama pengeringan dipengaruhi karakteristik kimia atau fisik. Stroberi walaupun pHnya rendah namun porositasnya tinggi sehingga dapat mempertahankan sel selama pengeringan.
Stabilitas selama penyimpanan: Stabilitas probiotik selama penyimpanan buah-buahan kering sangat tergantung pada aktivitas air (aw) dan suhu penyimpanan. Semakin rendah nilai aw viabilitas probiotik selama penyimpanan semakin tinggi. Penyimpanan pada suhu 4o C merupakan cara terbaik untuk mempertahankan viabilitas probiotik pada buah kering
Penganan Probiotics berbasis serealia
Artikel bersambung...
Klik Next › untuk melanjutkan membaca.
Serealia dan biji-bijian memiliki nilai gizi yang baik dengan kandungan mineral, vitamin, karbohidrat, protein, oligosakarida dan serat yang cukup. Penganan berbasis bijibijian dan serealia dapat digunakan sebagai pembawa probiotik sehingga meningkatkan manfaat fungsionalnya dalam meningkatkan kesehatan. Munoz Pabon et al. (2024) mengembangkan penganan berprotein tinggi dari campuran tepung beras dan tepung quiona dengan penambahan probiotik B. coagulans pada adonan. Proses pembuatan penganan dengan ekstruksi pada suhu 60, 80 dan 110 oC dan menghasilkan penganan dengan jumlah B. coagulans antara 6.48 log CFU/g - 6.92 log CFU/g. B. coagulans merupakan pembentuk spora dan paparan terhadap panas sampai dengan suhu 110 oC selama proses ekstruksi tidak memengaruhi viabilitasnya. Ketahanan panas ini disebabkan karena sifat alami spora yang tahan terhadap berbagai perlakuan fisik maupun penambahan senyawa kimia. Keuntungan penggunaan probiotik pembentuk spora adalah stabilitasnya selama penyimpanan. Spora akan bergerminasi ketika berada dalam saluran pencernaan. Penambahan tepung quinona meningkatkan aktivitas antioksidan.
Bar sereal atau bar granola merupakan penganan berbasis serealia yang digunakan sebagai pembawa probiotik. Pada proses pembuatan bar ini melibatkan pencampuran sereal dengan larutan gula atau madu yang telah dipanaskan. Pembuatan bar sereal savoury menggunakan gelatin sebagai perekat sereal dengan proses pemasanan. Probiotik yang ditambahkan ke dalam bar sereal, dalam bentuk mikroenkapsul yang dikeringkan dengan freeze drying, spray drying atau spray chilling. Mikroenkapsulan yang digunakan merupakan senyawa berbasis polisakarida atau protein atau campuran keduanya. Pencampuran probiotik ke dalam campuran bar sereal sebelum pencetakan dalam keadaan panas, akan menginaktivasi sebagian probiotik sehingga menurunkan viabilitasnya pada produk jadi. Champagne et al. (2022) menerapkan dua metode yaitu mikroenkapsulasi probiotik dalam alginat dan mencampur serpihan cokelat yang berisi probiotik, untuk mempertahankan viabilitas probiotik pada bar granola selama proses dan penyimpanan. Proses pembuatan granola bar dengan mencampur madu panas (138 °C) dengan bahan-bahan serealia. Serpihan cokelat yang berisi probiotik dicampurkan ketika suhu bahan mencapai 42 °C. Dengan metode ini menghasilkan produk dengan distribusi probiotik yang tidak seragam. Probiotik dalam bentuk mikroenkapsul yang disemprotkan ke permukaan bar granola meningkatkan sintasan probiotik selama proses, namun stabilitasnya selama penyimpanan lebih rendah. Kerusakan membrane sel probiotik terutama terjadi selama proses.
Penutup
Penganan probiotik berbasis pangan nabati merupakan salah satu tren untuk menjawab kebutuhan konsumen yang mengutamakan kesehatan, namun juga menginginkan penganan dengan cita rasa menyenangkan. Manfaat kesehatan probiotik diperoleh ketika mikroorganisme probiotik dikonsumsi dalam jumlah yang cukup, sehingga viabilitas sel perlu dipertahankan selama proses dan penyimpanan. Dalam mengembangkan penganan generasi kedua yang mengandung probiotik, tiga hal penting perlu diperhatikan yaitu, proses untuk menginkorporasikan probiotik ke dalam produk, proses pengeringan dan penyimpanan produk. Buah-buahan merupakan matriks yang baik untuk membawa probiotik karena stuktur berpori yang dapat menyerap probiotik. Proses penyerapan probiotik ke dalam matriks buah perlu dikendalikan sehingga buah mengandung probiotik dalam jumlah yang cukup sebelum dilakukan pengeringan. Proses pengeringan sangat merusak viabilitas probiotik oleh karena itu harus dilakukan pada suhu yang tidak menginaktivasi probiotik. Pada sisi lain proses pengeringan harus dapat menurunkan aktivitas air yang dapat mencegah pertumbuhan probiotik selama penyimpanan. Suhu penyimpanan menentukan stabilitas sel selama penyimpanan, sehingga penyimpanan pada suhu rendah menjadi pilihan untuk menjamin kecukupan sel ketika produk dikonsumsi.
Referensi:
Bustos, A.Y., Font, G., Taranto, M.P. 2023. Fruit and vegetable penganan as carriers of probiotics and bioactive compounds: a review. Int. J. Food Sci. Technol. 58:3211–3223
Champagne, C.P., Guertin, N., Raymond, Y. 2022. Strategies to improve the survival of probiotic Lacticaseibacillus rhamnosus R0011 during the production and storage of granola bars. Canadian J. Microbiol. 68(3).
Munoz Pabon, K.S., Acosta, D.F.R., Barvo, J.E. 2024. Second-generation penganan prepared from quinoa with probiotic. Physicochemical properties, in vitro digestibility, antioxidant activity and consumer acceptability. Heliyon 10:e36525.
Nuñez, H., Jaques, A., Belmonte, K., Elitin, J., Valdenegro, M., Ramírez, C., Córdova, A. 2024. Development of an Apple Snack Enriched with Probiotic Lacticaseibacillus rhamnosus: Evaluation of the Refractance Window Drying Process on Cell Viability. Foods 13:1756.
Artikel bersambung...
Klik Next › untuk melanjutkan membaca.
